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108指考數學甲試題-01

某公司尾牙舉辦「紅包大放送」活動。每位員工擲兩枚均勻銅板一次,若出現兩個反面可得獎金400元;若出現一正一反可得獎金800元;若出現兩個正面可得獎金800元並且獲得再擲一次的機會,其獲得獎金規則與前述相同,但不再有繼續投擲銅板的機會(也就是說每位員工最多有兩次擲銅板的機會)。試問每位參加活動的員工可獲得獎金的期望值為何?
(1)850元
(2)875元
(3)900元
(4)925元
(5)950元

答案

擲兩枚銅板,共有\(4\)種等可能結果:正正、正反、反正、反反。
\(P\)(兩個反面)\(=\frac{1}{4}\),此時獎金\(400\)元;\(P\)(一正一反)\(=\frac{2}{4}=\frac{1}{2}\),此時獎金\(800\)元;\(P\)(兩個正面)\(=\frac{1}{4}\) 。
若第一次擲出兩個正面,第二次擲銅板:
\(P\)(第二次擲出兩個反面)\(=\frac{1}{4}\),獎金為\(800 + 400 = 1200\)元;\(P\)(第二次擲出一正一反)\(=\frac{1}{2}\),獎金為\(800 + 800 = 1600\)元;\(P\)(第二次擲出兩個正面)\(=\frac{1}{4}\),獎金為\(800 + 800 = 1600\)元。
獎金期望值\(E = 400\times\frac{1}{4}+800\times\frac{1}{2}+\frac{1}{4}\times(\frac{1}{4}\times1200+\frac{1}{2}\times1600+\frac{1}{4}\times1600)\)
\(=100 + 400+\frac{1}{4}(300 + 800 + 400)=100 + 400 + 375 = 875\)元。
答案為(2)。 報錯
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108指考數學甲試題-02

設\(n\)為正整數。第\(n\)個費馬數(Fermat Number )定義為\(F_{n}=2^{(2^{n})}+1\),例如\(F_{1}=2^{(2^{1})}+1=2^{2}+1 = 5\),\(F_{2}=2^{(2^{2})}+1=2^{4}+1 = 17\)。試問\(\frac{F_{13}}{F_{12}}\)的整數部分以十進位表示時,其位數最接近下列哪一個選項?(\(\log 2 ≈0.3010\) )
(1)120
(2)240
(3)600
(4)900
(5)1200

答案

已知\(F_{n}=2^{(2^{n})}+1\),則\(\frac{F_{13}}{F_{12}}=\frac{2^{2^{13}} + 1}{2^{2^{12}}+1}\)。
因為\(2^{2^{13}}=2^{2^{12}\times2}=(2^{2^{12}})^2\),當\(x\)很大時,\(\frac{2^{2^{13}} + 1}{2^{2^{12}}+1}\approx\frac{2^{2^{13}}}{2^{2^{12}}}=2^{2^{13}-2^{12}}=2^{2^{12}(2 - 1)}=2^{2^{12}}\)。
設\(N = 2^{2^{12}}\),對其取常用對數\(\log N=\log(2^{2^{12}})=2^{12}\log 2\)。
\(2^{12}=4096\),\(\log N = 4096\times0.3010\approx1233\)。
根據數的位數公式,若\(\log N = n + d\)(\(n\)為整數,\(0\leq d<1\)),則\(N\)的位數是\(n + 1\),所以\(2^{2^{12}}\)的位數約為\(1233 + 1 = 1234\),最接近1200。 答案為(5)。 報錯
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108指考數學甲試題-03

在一座尖塔的正南方地面某點A,測得塔頂的仰角為14°;又在此尖塔正東方地面某點B,測得塔頂的仰角為18°30’,且A、B兩點距離為65公尺。已知當在線段\(\overline{AB}\)上移動時,在C點測得塔頂的仰角為最大,則C點到塔底的距離最接近下列哪一個選項?(\(\cot14^{\circ}≈4.01\),\(\cot18^{\circ}30’≈2.99\) )
(1)27公尺
(2)29公尺
(3)31公尺
(4)33公尺
(5)35公尺

答案

設塔高為\(h\),塔底為\(O\)點。在\(Rt\triangle AOC\)中,\(\cot14^{\circ}=\frac{AO}{h}\),所以\(AO = h\cot14^{\circ}\);在\(Rt\triangle BOC\)中,\(\cot18^{\circ}30'=\frac{BO}{h}\),所以\(BO = h\cot18^{\circ}30'\)。
在\(\triangle AOB\)中,\(\angle AOB = 90^{\circ}\),根據勾股定理\(AB^{2}=AO^{2}+BO^{2}\),已知\(AB = 65\),則\(65^{2}=h^{2}\cot^{2}14^{\circ}+h^{2}\cot^{2}18^{\circ}30'\)。
\(h^{2}=\frac{65^{2}}{\cot^{2}14^{\circ}+\cot^{2}18^{\circ}30'}=\frac{65^{2}}{4.01^{2}+2.99^{2}}=\frac{4225}{16.0801 + 8.9401}=\frac{4225}{25.0202}\)。
當在線段\(\overline{AB}\)上的\(C\)點測得塔頂仰角最大時,此時\(OC\perp AB\)。
由三角形面積公式可得\(S_{\triangle AOB}=\frac{1}{2}AO\cdot BO=\frac{1}{2}AB\cdot OC\),即\(OC=\frac{AO\cdot BO}{AB}\)。
\(AO\cdot BO = h^{2}\cot14^{\circ}\cot18^{\circ}30'\),所以\(OC=\frac{h^{2}\cot14^{\circ}\cot18^{\circ}30'}{AB}\)。
把\(h^{2}=\frac{4225}{25.0202}\),\(\cot14^{\circ}≈4.01\),\(\cot18^{\circ}30'≈2.99\),\(AB = 65\)代入可得:
\(OC=\frac{\frac{4225}{25.0202}\times4.01\times2.99}{65}\)
\(=\frac{4225\times4.01\times2.99}{25.0202\times65}\)
\(=\frac{4225\times11.9899}{1626.313}\)
\(\approx\frac{4225\times12}{1626.313}=\frac{50700}{1626.313}\approx31\)(公尺)。
答案為(3)。 報錯
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108指考數學甲試題-04

設Γ為坐標平面上通過(7,0)與\((0,\frac{7}{2})\)兩點的圓。試選出正確的選項。
(1)Γ的半徑大於或等於5
(2)當Γ的半徑達到最小可能值時,Γ通過原點
(3)Γ與直線\(x + 2y = 6\)有交點
(4)Γ的圓心不可能在第四象限
(5)若Γ的圓心在第三象限,則Γ的半徑大於8

答案

設圓心坐標為\((m,n)\),半徑為\(r\)。
兩點間距離公式可得兩點距離\(d=\sqrt{(7 - 0)^2+(0 - \frac{7}{2})^2}=\frac{7\sqrt{5}}{2}\),所以圓半徑\(r\geq\frac{7\sqrt{5}}{4}<5\),(1)錯誤。 當半徑最小時,圓心是兩點所連線段中垂線的交點,經計算此時圓不經過原點,(2)錯誤。 直線\(x + 2y = 6\),即\(x = 6 - 2y\),代入圓的方程,判斷方程有解,所以Γ與直線有交點,(3)正確。 圓心\((m,n)\),若在第四象限則\(m>0\)且\(n<0\),由圓的性質可知存在這樣的圓心,(4)錯誤。 若圓心在第三象限,\(m<0\)且\(n<0\),由圓心到兩點距離公式可知半徑\(r^2=(m - 7)^2 + n^2\),計算可得\(r>8\),(5)正確。答案為(3)(5)。 報錯
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108指考數學甲試題-05

袋中有2顆紅球、3顆白球與1顆藍球,其大小皆相同。今將袋中的球逐次取出,每次隨機取出一顆,取後不放回,直到所有球被取出為止。試選出正確的選項。
(1)「取出的第一顆為紅球」的機率等於「取出的第二顆為紅球」的機率
(2)「取出的第一顆為紅球」與「取出的第二顆為紅球」兩者為獨立事件
(3)「取出的第一顆為紅球」與「取出的第二顆為白球或藍球」兩者為互斥事件
(4)「取出的第一、二顆皆為紅球」的機率等於「取出的第一、二顆皆為白球」的機率
(5)「取出的前三顆皆為白球」的機率小於「取出的前三顆球顏色皆相異」的機率

答案

(1) “取出的第一顆為紅球”的概率為\(\frac{2}{2 + 3 + 1}=\frac{1}{3}\) 。
“取出的第二顆為紅球”分兩種情況:若第一顆是紅球,概率為\(\frac{2}{6}×\frac{1}{5}\);若第一顆不是紅球,概率為\(\frac{4}{6}×\frac{2}{5}\),則“取出的第二顆為紅球”的概率為\(\frac{2}{6}×\frac{1}{5}+\frac{4}{6}×\frac{2}{5}=\frac{1}{3}\),二者相等,(1)正確。
(2) 因為第一次取球的結果會影響第二次取球時袋中球的情況,所以“取出的第一顆為紅球”與“取出的第二顆為紅球”不是獨立事件,(2)錯誤。
(3) 當第一次取出紅球時,第二次仍有可能取出白球或藍球,所以這兩個事件不是互斥事件,(3)錯誤。
(4) “取出的第一、二顆皆為紅球”的概率是\(\frac{2}{6}×\frac{1}{5}=\frac{1}{15}\),“取出的第一、二顆皆為白球”的概率是\(\frac{3}{6}×\frac{2}{5}=\frac{1}{5}\),二者不相等,(4)錯誤。
(5) “取出的前三顆皆為白球”的概率為\(\frac{3}{6}×\frac{2}{5}×\frac{1}{4}=\frac{1}{20}\)。
“取出的前三顆球顏色皆相異”的概率為\(\frac{2}{6}×\frac{3}{5}×\frac{1}{4}+\frac{2}{6}×\frac{1}{5}×\frac{3}{4}+\frac{3}{6}×\frac{2}{5}×\frac{1}{4}+\frac{3}{6}×\frac{1}{5}×\frac{2}{4}+\frac{1}{6}×\frac{2}{5}×\frac{3}{4}+\frac{1}{6}×\frac{3}{5}×\frac{2}{4}=\frac{1}{5}\),所以“取出的前三顆皆為白球”的概率小於“取出的前三顆球顏色皆相異”的概率,(5)正確。
答案為(1)(5)。 報錯
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108指考數學甲試題-06

設\(\lt a_{n}\gt \)、\(\lt b_{n}\gt\)為兩實數數列,且對所有的正整數\(n\),\(a_{n}\lt b_{n}^{2}\lt a_{n + 1}\)均成立。若已知\(\lim\limits _{n \to \infty} a_{n}=4\),試選出正確的選項。
(1)對所有的正整數\(n\),\(a_{n}\gt 3\)均成立
(2)存在正整數\(n\),使得\(a_{n + 1}\gt 4\)
(3)對所有的正整數\(n\),\(b_{n}^{2}\lt b_{n + 1}^{2}\)均成立
(4)\(\lim\limits _{n \to \infty} b_{n}^{2}=4\)
(5)\(\lim\limits _{n \to \infty} b_{n}=2\)或\(\lim\limits _{n \to \infty} b_{n}=-2\)

答案

(1) 雖然\(\lim\limits _{n \to \infty} a_{n}=4\),但不能就此得出對所有正整數\(n\),\(a_{n}\gt 3\)均成立。例如數列\(a_n\)可能在趨近於無窮時才接近4,前面的項可能小於3,(1)錯誤。
(2) 因為\(\lim\limits _{n \to \infty} a_{n}=4\),且\(a_{n}\lt a_{n + 1}\),所以必然存在正整數\(n\),使得\(a_{n + 1}\gt 4\),(2)正確。
(3) 僅由\(a_{n}\lt b_{n}^{2}\lt a_{n + 1}\)和\(\lim _{n \to \infty} a_{n}=4\),不能得出對所有正整數\(n\),\(b_{n}^{2}\lt b_{n + 1}^{2}\)均成立。比如\(b_n\)的取值可能不具有這樣的單調性,(3)錯誤。
(4) 由夾逼定理,\(\lim \limits_{n \to \infty} a_{n}=\lim\limits _{n \to \infty} a_{n + 1}=4\),且\(a_{n}\lt b_{n}^{2}\lt a_{n + 1}\),所以\(\lim\limits _{n \to \infty} b_{n}^{2}=4\),(4)正確。
(5) 雖然\(\lim\limits _{n \to \infty} b_{n}^{2}=4\),但\(\lim\limits _{n \to \infty} b_{n}\)不一定存在,比如\(b_n\)可能在2和 - 2附近跳動,不一定趨向於某一個確定值,(5)錯誤。
答案為(2)(4)。 報錯
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108指考數學甲試題-07

已知三次實係數多項式函數\(f(x)=ax^{3}+bx^{2}+cx + 2\),在\(-2\leq x\leq1\)範圍內的圖形如示意圖。試選出正確的選項。

(1)\(a>0\)
(2)\(b>0\)
(3)\(c>0\)
(4)方程式\(f(x)=0\)恰有三實根
(5)\(y = f(x)\)圖形的反曲點的\(y\)坐標為正

答案

(1) 觀察函數圖像,當\(x\)趨向正無窮時,\(y\)也趨向正無窮,對於三次函數\(y = ax^{3}+bx^{2}+cx + d\)(\(a\neq0\)),當\(a>0\)時才有此性質,所以\(a>0\),(1)正確。
(2) 對\(f(x)=ax^{3}+bx^{2}+cx + 2\)求導得\(f'(x)=3ax^{2}+2bx + c\),其對稱軸為\(x = -\frac{b}{3a}\)。由圖像可知,函數的對稱軸在\(y\)軸左側,即\(-\frac{b}{3a}<0\),又因為\(a>0\),所以\(b>0\),(2)正確。
(3) 由\(f(x)\)的圖像可知,在\(x = 0\)處,函數的切線斜率為負。\(f'(x)=3ax^{2}+2bx + c\),\(f'(0)=c\),所以\(c<0\),(3)錯誤。 (4) 從給定區間\(-2\leq x\leq1\)的圖像能看出,函數\(y = f(x)\)的圖像與\(x\)軸有三個交點,這表明方程式\(f(x)=0\)恰有三個實根,(4)正確。 (5) 先對\(f'(x)=3ax^{2}+2bx + c\)求導得\(f''(x)=6ax + 2b\),令\(f''(x)=0\),可得反曲點的\(x\)坐標為\(x = -\frac{b}{3a}\)。將\(x = -\frac{b}{3a}\)代入\(f(x)\)得\(y = f(-\frac{b}{3a})=a(-\frac{b}{3a})^{3}+b(-\frac{b}{3a})^{2}+c(-\frac{b}{3a}) + 2\),化簡可得\(y = 2-\frac{b^{3}}{27a^{2}}-\frac{bc}{3a}\),其值不一定為正,(5)錯誤。 答案為(1)(2)(4)。 報錯
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108指考數學甲試題-08

坐標平面上以原點\(o\)為圓心的單位圓上三相異點\(A\)、\(B\)、\(C\)滿足\(2\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}+4\overrightarrow{OC}=\overrightarrow{0}\),其中\(A\)點的坐標為\((1, 0)\)。試選出正確的選項。
(1)向量\(2\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}\)的長度為4
(2)內積\(\overrightarrow{OA} \cdot \overrightarrow{OB}<0\)
(3)\(\angle BOC\),\(\angle AOC\),\(\angle AOB\)中,以\(\angle BOC\)的度數為最小
(4)\(\overline{AB}>\frac{3}{2}\)
(5)\(3\sin\angle AOB = 4\sin\angle AOC\)

答案

(1) 已知\(2\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}+4\overrightarrow{OC}=\overrightarrow{0}\),移項得\(2\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}=-4\overrightarrow{OC}\)。
兩邊取模,\(\vert2\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}\vert=\vert -4\overrightarrow{OC}\vert\),因為\(\vert\overrightarrow{OC}\vert = 1\)(單位圓上的點到原點距離為1),所以\(\vert2\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}\vert = 4\),(1)正確。
(2) 由\(2\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}+4\overrightarrow{OC}=\overrightarrow{0}\)可得\(2\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}=-4\overrightarrow{OC}\),兩邊平方得\(4\overrightarrow{OA}^{2}+12\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OB}+9\overrightarrow{OB}^{2}=16\overrightarrow{OC}^{2}\)。
又\(\vert\overrightarrow{OA}\vert=\vert\overrightarrow{OB}\vert=\vert\overrightarrow{OC}\vert = 1\),則\(4 + 12\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OB}+9 = 16\),解得\(\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OB}=\frac{1}{4}>0\),(2)錯誤。
(3) 由\(2\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}+4\overrightarrow{OC}=\overrightarrow{0}\)可得\(2\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}=-4\overrightarrow{OC}\) ,\(2\overrightarrow{OA}+4\overrightarrow{OC}=-3\overrightarrow{OB}\),\(3\overrightarrow{OB}+4\overrightarrow{OC}=-2\overrightarrow{OA}\)。
分別對這三個式子兩邊平方,再利用向量數量積公式\(\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=\vert\overrightarrow{a}\vert\vert\overrightarrow{b}\vert\cos\theta\)(\(\theta\)為\(\overrightarrow{a}\)與\(\overrightarrow{b}\)的夾角),可得\(\cos\angle AOB=\frac{1}{4}\),\(\cos\angle AOC=-\frac{1}{8}\),\(\cos\angle BOC=-\frac{11}{24}\)。
因為\(\cos\)函數在\([0,\pi]\)上單調遞減,且\(\vert-\frac{11}{24}\vert<\vert-\frac{1}{8}\vert\),所以\(\angle BOC\)最小,(3)正確。 (4) 已知\(A(1,0)\),\(\overrightarrow{OA}=(1,0)\),由\(\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OB}=\frac{1}{4}\),\(\vert\overrightarrow{OA}\vert = 1\),\(\vert\overrightarrow{OB}\vert = 1\),根據向量模長公式\(\vert\overrightarrow{AB}\vert=\sqrt{(\overrightarrow{OB}-\overrightarrow{OA})^{2}}=\sqrt{\overrightarrow{OB}^{2}+\overrightarrow{OA}^{2}-2\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OB}}=\sqrt{1 + 1 - 2\times\frac{1}{4}}=\frac{\sqrt{6}}{2}>\frac{3}{2}\),(4)正確。
(5) 由\(2\overrightarrow{OA}+3\overrightarrow{OB}+4\overrightarrow{OC}=\overrightarrow{0}\),根據正弦定理\(\frac{\vert\overrightarrow{OA}\vert}{\sin\angle BOC}=\frac{\vert\overrightarrow{OB}\vert}{\sin\angle AOC}=\frac{\vert\overrightarrow{OC}\vert}{\sin\angle AOB}\),可得\(3\sin\angle AOB = 4\sin\angle AOC\),(5)正確。
答案為(1)(3)(4)(5)。 報錯
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108指考數學甲試題–A

在坐標平面上,定義一個坐標變換\([\begin{array}{l}y_{1}\\y_{2}\end{array}]=[\begin{array}{cc}1 & 0\\ -1 & 2\end{array}][\begin{array}{l}x_{1}\\x_{2}\end{array}]+[\begin{array}{l}-2\\3\end{array}]\),其中\([\begin{array}{l}x_{1}\\x_{2}\end{array}]\)代表舊坐標,\([\begin{array}{l}y_{1}\\y_{2}\end{array}]\)代表新坐標。若舊坐標為\([\begin{array}{l}r\\s\end{array}]\)的點\(P\)經此坐標變換得到的新坐標為\([\begin{array}{c}1\\ -2\end{array}]\),則\((r, s)=\)(________,________)。

答案

由坐標變換公式可得\(\begin{cases}y_{1}=x_{1}-2\\y_{2}=-x_{1}+2x_{2}+3\end{cases}\)。
已知新坐標\(y_{1}=1\),\(y_{2}=-2\),代入可得\(\begin{cases}1=r - 2\\-2=-r + 2s+3\end{cases}\)。
由\(1=r - 2\),解得\(r = 3\)。
將\(r = 3\)代入\(-2=-r + 2s+3\),即\(-2=-3 + 2s+3\),解得\(s=-1\)。
所以\((r, s)=(3,-1)\) ,即答案依次填\(3\)、\(-1\)(原題中第三個空無值,按正確答案只有兩個值)。 報錯
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108指考數學甲試題–B

在坐標平面上,\(A(a, r)\)、\(B(b, s)\)為函數圖形\(y=\log _{2}x\)上之兩點,其中\(a\lt b\)。已知\(A\)、\(B\)連線的斜率等於2,且線段\(\overline{AB}\)的長度為\(\sqrt{5}\),則\((a, b)=\)( _____, _____) (化成最簡分數)。

答案

已知\(A(a,\log _{2}a)\),\(B(b,\log _{2}b)\),根據斜率公式\(k=\frac{\log _{2}b-\log _{2}a}{b - a}=2\),即\(\log _{2}\frac{b}{a}=2(b - a)\)。
由距離公式\(\sqrt{(b - a)^{2}+(\log _{2}b-\log _{2}a)^{2}}=\sqrt{5}\),把\(\log _{2}\frac{b}{a}=2(b - a)\)代入得\(\sqrt{(b - a)^{2}+4(b - a)^{2}}=\sqrt{5}\)。
即\(\sqrt{5(b - a)^{2}}=\sqrt{5}\),\((b - a)^{2}=1\),又\(a\lt b\),所以\(b - a = 1\),即\(b=a + 1\)。
將\(b=a + 1\)代入\(\log _{2}\frac{b}{a}=2(b - a)\),得\(\log _{2}\frac{a + 1}{a}=2\),即\(\frac{a + 1}{a}=4\),解得\(a=\frac{1}{3}\),\(b=\frac{4}{3}\)。
所以\((a, b)=(\frac{1}{3},\frac{4}{3})\) 。 報錯
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