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105指考數學乙試題-05

甲先生、乙先生、丙先生、丁先生四位男士以及A小姐、B小姐、C小姐、D小姐四位女士想要混搭兩部計程車,每車載有四名乘客。已知:
(一)甲先生與A小姐同車
(二)乙先生與B小姐同車
(三)C小姐與D小姐不同車
請選出正確的選項。
(1) A小姐與D小姐必不同車
(2) 甲先生與B小姐必不同車
(3) 乙先生與丙先生必同車
(4) 如果乙先生與丁先生同車,則丙先生與B小姐必同車
(5) 如果D小姐與乙先生同車,則C小姐與A小姐必同車

答案

用推理:設兩車為車1、車2。
由(1)甲A同車,(2)乙B同車,(3)C,D不同車。
(1) A與D不一定不同車,可能同車,錯誤。
(2) 甲與B:若甲與B同車,則該車有甲,A,B,另一車有乙,B? 矛盾,因為B只能在一車,所以甲與B必不同車,正確。
(3) 乙與丙不一定同車,錯誤。
(4) 若乙與丁同車,則該車有乙,B,丁,另一車有甲,A,C/D。若丙在乙車則4人滿;若丙在甲車,則甲車有甲,A,丙,C/D,則B車有乙,B,丁,? 必須是C或D,但C,D不同車,所以若B車有C,則甲車有D;若B車有D,則甲車有C。此時丙在甲車,與B小姐不同車。所以(4)不一定成立,錯誤。
(5) 若D與乙同車,則乙車有乙,B,D,另一車有甲,A,C(因C,D不同車)。所以C與A同車,正確。
答案為 (2)(5)。 報錯
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105指考數學乙試題-06

設 \( a = 10^{1 – \frac{\sqrt{2}}{2}} \),\( b = a^{\sqrt{2}} \)。請選出正確的選項。
(1) \( 1 \lt a \)
(2) \( a \lt \sqrt{3} \)
(3) \( a^2 \lt b^{\sqrt{3}} \)
(4) \( 10^{0.4} \lt b \lt 10^{0.5} \)
(5) \((ab)^{\sqrt{2}} \lt 10\)

答案

\( a = 10^{1 - \frac{\sqrt{2}}{2}} \),\( b = a^{\sqrt{2}} = 10^{\sqrt{2} - 1} \)。
(1) \(1 - \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 1 - 0.707 = 0.293 \gt 0\),所以 \(a \gt 10^0 = 1\),正確。
(2) \(a = 10^{0.293} \approx 1.96\),\(\sqrt{3} \approx 1.732\),所以 \(a \gt \sqrt{3}\),錯誤。
(3) \(a^2 = 10^{2 - \sqrt{2}} \approx 10^{0.586}\),\(b^{\sqrt{3}} = 10^{(\sqrt{2}-1)\sqrt{3}} = 10^{\sqrt{6} - \sqrt{3}} \approx 10^{2.449 - 1.732} = 10^{0.717}\),所以 \(a^2 \lt b^{\sqrt{3}}\),正確。
(4) \(b = 10^{\sqrt{2}-1} \approx 10^{0.414}\),\(10^{0.4} \lt b \lt 10^{0.5}\) 成立,正確。
(5) \(ab = 10^{1 - \frac{\sqrt{2}}{2} + \sqrt{2} - 1} = 10^{\frac{\sqrt{2}}{2}}\),\((ab)^{\sqrt{2}} = 10^{\frac{\sqrt{2}}{2} \cdot \sqrt{2}} = 10^1 = 10\),所以等於10,錯誤。
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105指考數學乙試題-07

坐標平面上 \( O \) 為原點,\( P \) 點坐標為 (1,0),直線 \( L \) 的方程式為 \( x-2y=-4 \)。請選出正確的選項。
(1) 在直線 \( L \) 上可以找到一點 \( A \),滿足向量 \( \overset{\rightharpoonup}{OP} \) 與 \( \overset{\rightharpoonup}{OA} \) 平行
(2) 在直線 \( L \) 上可以找到一點 \( B \),滿足向量 \( \overset{\rightharpoonup}{OP} \) 與 \( \overset{\rightharpoonup}{OB} \) 垂直
(3) 在直線 \( L \) 上可以找到一點 \( C \),滿足向量 \( \overset{\rightharpoonup}{OC} \) 與 \( \overset{\rightharpoonup}{PC} \) 垂直
(4) 在直線 \( L \) 上可以找到一點 \( D \),滿足 \( PD=2 \)
(5) 在直線 \( L \) 上可以找到一點 \( E \),滿足 \( \Delta EOP \) 為等腰三角形

答案

\(L: x-2y=-4 \Rightarrow y=\frac{x+4}{2}\)。
(1) \( \overset{\rightharpoonup}{OP} = (1,0)\),平行意味著 \( \overset{\rightharpoonup}{OA} = k(1,0)\),即 y=0,代入 L 得 x=-4,A=(-4,0) 在 L 上,正確。
(2) 垂直則內積 0,設 B=(x,(x+4)/2),\( \overset{\rightharpoonup}{OB} \cdot \overset{\rightharpoonup}{OP} = x = 0\),得 B=(0,2) 在 L 上,正確。
(3) \( \overset{\rightharpoonup}{OC} \cdot \overset{\rightharpoonup}{PC} = 0\),設 C=(t,(t+4)/2),\( \overset{\rightharpoonup}{OC} = (t,(t+4)/2)\),\( \overset{\rightharpoonup}{PC} = (t-1,(t+4)/2)\),內積 \(t(t-1) + \frac{(t+4)^2}{4} = 0\),化簡得 \(4t^2-4t + t^2+8t+16 = 5t^2+4t+16=0\),判別式 16-320<0,無實數解,錯誤。
(4) 設 D=(t,(t+4)/2),\(PD^2 = (t-1)^2 + ((t+4)/2)^2 = 4\),化簡得 \(4(t^2-2t+1) + (t^2+8t+16) = 5t^2+20=0\)? 檢查:乘4:\(4(t-1)^2 + (t+4)^2 = 4(t^2-2t+1) + (t^2+8t+16) = 5t^2+0t+20 = 4\times 4=16\)? 我算錯。正確:\( (t-1)^2 + \frac{(t+4)^2}{4} = 4\),乘以4:\(4(t^2-2t+1) + (t^2+8t+16) = 5t^2+0t+20 = 16\),得 \(5t^2= -4\) 無解,錯誤。
(5) 等腰三角形 EOP:可能 EO=EP 或 EO=OP 或 EP=OP。OP=1。設 E=(t,(t+4)/2),計算 EO 與 EP,可找到解,例如 E=(-4,0) 則 EO=4, EP=5 不等腰;但可找到其他點,例如對稱軸上的點,正確(因為滿足條件的點存在)。
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105指考數學乙試題-08

某社區有一千位居民,其個人月所得少於 10,000 元者占 30%,介於 10,000 元及 20,000 元間者占 10%,介於 20,000 元及 40,000 元間者占 30%,介於 40,000 元及 80,000 元間者占 30%。請選出正確的選項。
(1) 該社區個人月所得的中位數介於 20,000 元及 40,000 元間
(2) 使用簡單隨機抽樣自該社區中抽出一位居民,其個人月所得在上述的四個區間中,以介於 10,000 元及 20,000 元間的機率最低
(3) 該社區的個人月所得平均,不可能高過 40,000 元
(4) 該社區的個人月所得平均,不可能低過該社區的個人月所得中位數
(5) 若該社區新搬入一位居民,其月所得為 200,000 元,則該社區的個人月所得平均將增加,但增加量不會多過 200 元

答案

累積人數:<10k:30%,10k~20k:40%,20k~40k:70%,40k~80k:100%。
(1) 中位數在第500人處,落在20k~40k區間,正確。
(2) 10k~20k區間機率10%,其他區間30%或30%,確實最低,正確。
(3) 平均數可能高於40k,因為40k~80k區間可拉高平均,錯誤。
(4) 右偏分布時平均數>中位數,但此資料右偏嗎?40k~80k占30%,可能平均>中位數,所以平均不可能低於中位數?不一定,若左邊數值很低可能平均<中位數?但本題左邊30%<10k,10%在10k~20k,30%在20k~40k,30%在40k~80k,估計平均數約 (5k×30% + 15k×10% + 30k×30% + 60k×30%) = 1.5k + 1.5k + 9k + 18k = 30k,中位數在20k~40k,可能平均>中位數或接近,但「不可能低過」不一定成立,錯誤。
(5) 原平均約30k,總所得30M,新加入200k,總所得30.2M,人數1001,平均約30170,增加約170元 \< 200元,正確。
答案為 (1)(2)(5)。 報錯
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105指考數學乙試題-稿A

不透明袋中有三顆白球及三顆紅球。從袋中每次取出一球依序置於桌面,每次每顆球被取出的機率相同。全部取出後,前三顆球中有相鄰兩球同為白球的機率為 \(\frac{\underline{\qquad\qquad}}{\underline{\qquad\qquad}}\)。(請化為最簡分數)

答案

總排列數 \(6!\)。計算前三顆有相鄰兩白球的機率。
用補集:前三顆沒有相鄰兩白球 ⇒ 白球分開排列。
前三顆球中白球數 k=0,1,2,3。
k=0:全紅,但紅球只有3個,不可能全紅在前三顆(因為紅3白3)。
k=1:白1紅2,排列數 C(3,1)×C(3,2)×3! = 3×3×6=54,且無相鄰白球(因只有1白)。
k=2:白2紅1,要無相鄰白球 ⇒ 排列為 紅白紅白? 但只有3位,只能是 白紅白,排列數:選哪個紅球 C(3,1)=3,排列方式 白紅白 中白球有2個不同,所以 3×2=6?不對,白球有3選2 C(3,2)=3,紅球3選1 C(3,1)=3,排列方式只有「白紅白」1種,所以 3×3×1=9。
k=3:前三顆全白,必有相鄰白球,不算。
所以無相鄰白球情況數 = 54+9=63。
總排列數 = 6! = 720,但我們只關心前三顆的顏色排列,其實機率與後三顆無關,所以樣本空間為 C(6,3)=20 種前三顆組合? 但題目是「依次取出」所以考慮順序,總數 P(6,3)=120 種前三顆排列。
無相鄰白球情況數:k=1:白1紅2:選白 C(3,1)=3,選紅 C(3,2)=3,排列數:3個位置放1白2紅且白不在相鄰? 其實只有1白不會相鄰,所以排列數 3! = 6,所以 3×3×6=54。
k=2:白2紅1:選白 C(3,2)=3,選紅 C(3,1)=3,排列且白不相鄰 ⇒ 排列為 白紅白 只有1種排列,所以 3×3×1=9。
總無相鄰 = 54+9=63。
所以有相鄰白球機率 = 1 - 63/120 = 57/120 = 19/40。
答案為 \(\frac{19}{40}\)。 報錯
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105指考數學乙試題-稿B

設 \( x, c \) 為實數,方陣 \( A = \begin{bmatrix} 3 & 2 \\ -2 & x \end{bmatrix} \)、\( B = \begin{bmatrix} 3 & -2 \\ 2 & x \end{bmatrix} \)。已知 \( A \) 的反方陣恰好是 \( B \) 的 \( c \) 倍(其中 \( c \neq 0 \)),則數對 \((x, c) = (\underline{\qquad},\underline{\qquad})\)。(請化為最簡分數)

答案

\( A^{-1} = cB \) ⇒ \( A \cdot cB = I \) ⇒ \( c AB = I \) ⇒ \( AB = \frac{1}{c} I \)。
計算 \( AB = \begin{bmatrix} 3 & 2 \\ -2 & x \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 3 & -2 \\ 2 & x \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 9+4 & -6+2x \\ -6+2x & 4+x^2 \end{bmatrix} = \begin{bmatrix} 13 & 2x-6 \\ 2x-6 & x^2+4 \end{bmatrix} \)。
要等於 \( k I \),則 \( 2x-6=0 \) ⇒ \( x=3 \)。
代入得 \( AB = \begin{bmatrix} 13 & 0 \\ 0 & 13 \end{bmatrix} = 13I \),所以 \( \frac{1}{c} = 13 \) ⇒ \( c = \frac{1}{13} \)。
答案為 \((3, \frac{1}{13})\)。 報錯
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105指考數學乙試題-稿C

設 \( a_n \) 為一等差數列。已知 \( a_2 + a_4 + a_6 = 186 \),\( a_3 + a_7 = 110 \)。令 \( s_n = a_1 + a_2 + \cdots + a_n \)。則極限 \( \lim\limits_{n \to \infty} \frac{s_n}{n^2} = \) __________。(請化為最簡分數)

答案

設首項 \(a_1\),公差 \(d\)。
\( a_2+a_4+a_6 = (a_1+d)+(a_1+3d)+(a_1+5d) = 3a_1+9d = 186 \) ⇒ \( a_1+3d=62 \)。
\( a_3+a_7 = (a_1+2d)+(a_1+6d) = 2a_1+8d = 110 \) ⇒ \( a_1+4d=55 \)。
解聯立:相減得 \( d = -7 \),代入得 \( a_1 = 55-4(-7)=55+28=83 \)。
\( s_n = \frac{n}{2}(2a_1+(n-1)d) = \frac{n}{2}(166 + (n-1)(-7)) = \frac{n}{2}(173 - 7n) \)。
\( \frac{s_n}{n^2} = \frac{173 - 7n}{2n} \),當 \( n \to \infty \) 時趨近於 \( -\frac{7}{2} \)。
答案為 \( -\frac{7}{2} \)。 報錯
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105指考數學乙試題-1)

設隨機變數X表示投擲一不公正骰子出現的點數,\(P(X=k)\)表示隨機變數X取值為k的機率。已知X的機率分布如下表:(\(x,y\)為未知常數)又知X的期望值等於3。
(1) 試求\(x,y\)之值。

答案

由機率總和為1:\(x + y + y + x + y + y = 2x + 4y = 1\)。
由期望值為3:\(1\cdot x + 2\cdot y + 3\cdot y + 4\cdot x + 5\cdot y + 6\cdot y = 5x + 16y = 3\)。
解聯立方程:
\(2x + 4y = 1\) ①
\(5x + 16y = 3\) ②
①×4得 \(8x + 16y = 4\) ③
③-②得 \(3x = 1\) ⇒ \(x = \frac{1}{3}\)
代入①得 \(2\cdot\frac{1}{3} + 4y = 1\) ⇒ \(\frac{2}{3} + 4y = 1\) ⇒ \(4y = \frac{1}{3}\) ⇒ \(y = \frac{1}{12}\)
答案為 \(x = \frac{1}{3}, y = \frac{1}{12}\)。 報錯
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105指考數學乙試題-2)

(2) 投擲此骰子兩次,試求點數和為3的機率。

答案

點數和為3的可能情況:(1,2)或(2,1)。
\(P(1,2) = P(X=1)\times P(X=2) = \frac{1}{3} \times \frac{1}{12} = \frac{1}{36}\)
\(P(2,1) = P(X=2)\times P(X=1) = \frac{1}{12} \times \frac{1}{3} = \frac{1}{36}\)
總機率 = \(\frac{1}{36} + \frac{1}{36} = \frac{2}{36} = \frac{1}{18}\)
答案為 \(\frac{1}{18}\)。 報錯
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105指考數學乙試題-稿二

某農業公司計畫向政府承租一筆平地和一筆山坡地,分別種植平地作物A和山坡地作物B。已知平地每一單位面積的年租金是30萬元,山坡地每一單位面積的年租金是20萬元;公司一年能夠提供土地租金的上限是80萬元。平地作物A的種植成本每單位面積一年是40萬元,山坡地作物B的種植成本每單位面積一年是50萬元;公司一年能夠提供種植成本的上限是130萬元。每年收成後,作物A每單位面積的利潤是120萬元,作物B每單位面積的利潤是90萬元。請問公司一年應租平地和山坡地各多少單位面積,收成後可以獲得最大利潤?又此時的最大利潤為何?
(註:所租土地的面積並不限制一定要是整數單位。)

答案

設平地\(x\)單位,山坡地\(y\)單位。
租金限制:\(30x + 20y \leq 80\)
成本限制:\(40x + 50y \leq 130\)
非負限制:\(x \geq 0, y \geq 0\)
目標函數:利潤\(P = 120x + 90y\)
化簡:租金限制 ÷10:\(3x + 2y \leq 8\)
成本限制 ÷10:\(4x + 5y \leq 13\)
求交點:
\(3x + 2y = 8\) ①
\(4x + 5y = 13\) ②
①×5:\(15x + 10y = 40\)
②×2:\(8x + 10y = 26\)
相減:\(7x = 14\) ⇒ \(x = 2\)
代入①:\(6 + 2y = 8\) ⇒ \(y = 1\)
頂點檢驗:
(0,0):\(P=0\)
(0,2.6):但\(y=2.6\)時租金\(=52>80\)? 不對,檢查:成本限制\(y \leq 2.6\),租金限制\(y \leq 4\),取\(y=2.6\)時租金\(=52\)萬元,但上限80萬,所以(0,2.6)可行?但租金52<80,可行。\(P=90×2.6=234\)
(2,1):\(P=240+90=330\)
(2.67,0):但租金\(=80\),成本\(=106.8<130\),可行。\(P=120×2.67=320.4\)
最大利潤在(2,1),利潤330萬元。
答案為 平地2單位,山坡地1單位,最大利潤330萬元。 報錯
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