第一冊

June 9, 2018 | Author: 建豪 曾 | Category: Documents


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數學總複習講義 ~ 目 第一單元

數與式

第二單元

多項式

第三單元

方程式與不等式

第四單元

指數與對數

~國立大學之美

2018 年版

錄 ~

系列報導~

國立台灣大學(National Taiwan Unerversity;NTU)

第一單元 數與式 主題一:數系的認知 1.數系的架構: 質數(P) 整數(Z) 有理數(Q) 實數(R)

分數

正整數﹝自然數(N)﹞ 0(中性數) 負整數

非質數

無理數

複數(C) 虛數

2.有理數: p 、q ∈ Z ,p ≠ 0 且 ( p, q ) = 1 ,形如

q 稱為有理數,記為 Q。 p

3.無理數:無法表成分數形式的無限小數稱為無理數。(如: 5 、 3 2 、π ) 4.實數:有理數與無理數合稱為實數(數線上所有的數),記為 R。 5.有理數與實數均具有封閉性: (1)有理數經過有限次的加減乘除後,仍為有理數。 (2)實數經過有限次的加減乘除後,仍為實數。 6.有理數與實數均具有稠密性: 設 a 、b 均為有理數(或實數), a < b ,則必存在一個有理數 t(或實數),使得 a < t < b 。

※ 精選範例 ※ 範例 1

.有理數的判斷.

試問下列哪些選項中的數是有理數? (A) 3.1416

(B)

3

(C) log10 5 + log10 2

(E)方程式 x 3 − 2 x 2 + x − 1 = 0 的唯一實根

sin150 cos150 (D) + cos150 sin150 [大學學測] Ans:(A)(C)(D)

1-1

學測複習教材系列





第一單元 數與式

I

D

Y

1.試選出正確的選項? (B) 0.34 >

(A) 0.343 不是有理數

1 3

(C) 0.34 > 0.343

(D) 0.34 < 0.35

(E) 0.34 = 0.343

[大學學測]

2.下列選項中,何者為有理數? (A)

3.1416

(B) 圓周率π

(C)

3 7

(D)

3− 2

(E)

3

−27

3.下列何者能用尺規作圖作出? (A)

3

3

(B)

5+ 4 2

(C)

3

8

(D)

2+ 5

4

(E)

「有理數」和「有限個偶次方根之無理數」可用尺規作圖標示出來

Ans:1. (B)(C)(D)(E)

2. (A)(C)(E)

3. (B)(C)(D)(E)

1-2

2 +5 3

學測複習教材系列

第一單元 數與式

範例 2

.有理數與無理數的判定.

若 a 、b 均為有理數, c 、d 均為無理數,則下列何者正確? (A) a + b 必為有理數 (D) ac 必為無理數

(B) c + d 必為無理數

(多選)

(C) a + c 必為無理數

(E) cd 必為無理數 Ans:(A)(C)

《建豪小叮嚀》有理數與無理數之判定: 認知 1:有理數 + −× ÷ 有理數 = 有理數

(封閉性)

認知 2:無理數 + −× ÷ 無理數 = 不確定 認知 3:有理數 + − 無理數 = 無理數,其他不確定 (判別時需考慮 0→有理數)





D

I

Y

1.下列哪些選項是正確的?(多選) (A)若 a﹐b 都是無理數﹐則 a + b 為無理數 (B)若 a﹐b 都是無理數﹐則 ab 為無理數 (C)若 a 為有理數﹐b 是無理數﹐則 a + b 為無理數 (D)若 a 為有理數﹐b 是無理數﹐則 ab 為無理數 (E)若 a − b﹐a + b 都是有理數﹐則 a﹐b 為有理數 2.有關有理數或無理數的運算性質,下列敘述何者正確?(多選) (A)若 a 是有理數, b 是無理數,則 a × b 是無理數 (B)若 3a + 2b 是有理數且 a 是無理數,則 b 是無理數

1-3

學測複習教材系列

第一單元 數與式

a (C)若 a 、b 、 都是無理數,則 a × b 是無理數 b

(D)若 a 3 與 a 5 是有理數,則 a 是有理數 (E)若 a 2 與 a 4 是有理數,則 a 是有理數 指數式為有理數之判別(→線性組合):

1.若(a, b) / c 有  2.若(a, b) / c 否

若 a 、b 、c 、x 、y ∈ Z ,存在 ax + by = c 是否有整數解 

Ans:1. (A)(B)(D)

2. (B)(D)

範例 3 (1) 將分數

.循環小數與有限小數. 3 化成小數,小數點後第 n 位數字為 f ( n) ,試求: 7

f (1) + f (2) + f (3) + ...... + f (101) =



19 19 1 19 (2) 設 k 為正整數, 是最簡分數,且 可化為有限小數,若 < < 1,則 k = k k 3 k Ans:(1) 458

(2) 20、25、32、40、50

《建豪小叮嚀》(1) 循環小數化分數: 1 0.abc = ○

abc − a 990

(2)有限小數:最簡分數

2 0.ab = ○

ab − 0 ab = 99 99

3 a.bcd = ○

b 之分母僅有 2 或 5 的質因數者。 a

1-4



abcd − ab 990

學測複習教材系列

第一單元 數與式

1 19 k (2) ∵ < < 1  1 < < 3 3 k 19

∴19 < k < 57

又 k 與 19 互質且介於 19 與 57 之間只含有 2 或 5 的質因數的 自然數有 20、25、32、40、50 故 k = 20、25、32、40、50





D

I

Y

1.有一個整數 a 乘上 0.5 ,但卻在相乘時誤將 a 乘上 0.5,所得相差 27,則 a =

2.將分數

7 化成小數,設小數點後第 n 位數為 f ( n) ,則: 12

f (1) + f (2) + f (3) + ...... + f (10) =

3.將分數

4.若





16241 化為小數時,小數點後第 51 位數字為 49950



7 ab9 可化成有限小數,且 0 ≤ a, b ≤ 9 ,a 、b 為整數,則數對 ( a, b) 有 66

組。

5.一個正的最簡分數之分子與分母的和為 50,將其化為小數並且將小數點後第二位四捨五入 後得近似值為 0.4,則次最簡分數為



1-5

學測複習教材系列

第一單元 數與式

6.已知 n 為正整數,且

Ans:1. 486

2. 37

n n +1 ,試求 n 值為 < 11 < 7 7

3. 5

4. 3

5.

13 37



6. 23

範例 4

.無理數的相等.

若 x 、y 為有理數,且 (2 − 2) x + (3 + 2 2) y = 8 + 3 2 ,是求 x 、y 之值。

Ans:1、2

《建豪小叮嚀》無理數的相等:

a = c (1) a 、b 、c 、d ∈ Q ,若 a + b 2 = c + d 2 ,則  b = d (2) a 、b ∈ Q ,若 a + b 2 = 0 ,則 a = b = 0

1-6

學測複習教材系列





第一單元 數與式

I

D

Y

1.設 a 、b ∈ Q ,若 (2 + 5) a + (1 − 3 5)b = 3 − 5 ,則數對( a,b ) =



2.設 a 、b ∈ Q ,若 a 3 − 2 2 + b 11 − 6 2 = 3 + 2 2 ,則數對( a,b ) =



3.設 a 、b ∈ Q ,且 11 − 4 6 ( a + 2) = 14 + 4 6 (b − 3) ,則 a + b =

8 5 Ans:1. ( , ) 7 7

2. (2,1)



3. 1

範例 5

.小數和為自然數.

已知正數 a 的小數部分為 b ,且 a 2 + b 2 = n , n ∈ N ,則 b =



Ans: b = 《建豪小叮嚀》若 0 ≤ x < 1 , 0 ≤ y < 1 ,且 x + y ∈ N ,則 x + y = 1 必成立 令 a = k + b (k為N 或0) 其中 0 < b < 1  0 < b 2 < 1 條件

a + b2 = n

 k + b + b2 = n

∴ b 2 +b = n − k ∈ N  b2 + b = 1

公式解得 b = 故b =

−1 ± 5 (負不合) 2

−1 + 5 2

1-7

−1 + 5 2

學測複習教材系列





D

第一單元 數與式

I

Y

1.設正實數 a 之小數部分為 b ,若 a 2 + b 2 = 38 ,則 a + b =



2.設正實數 a 之小數部分為 b ,且 a 2 + 2b 2 = 15 ,則 a + 2b =



3.一正數 a 的小數部分為 b ,若 a 2 + b 2 = 20 ,則 ( a + b) 2 =

Ans:1. 2 10

2. 3 3



3. 24

範例 6 (1)

.雙根號的化簡.

11 − 72 之整數部分為 a ,小數部分為 b ,求

(2) 若 x =

5+2 +

5−2

5 +1

1 +b= a −b

− 3 − 2 2 ,試化簡 x =





Ans:(1) 3 《建豪小叮嚀》雙根號的化簡 V.S.無理數的拆解

(1) 雙根號的化簡: A ± 2 B = a ± b (其中B = a ⋅ b ,A = a + b ,a > b > 0)

(2) 無理數的拆解:仙姑後配

1-8

(2) 1

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第一單元 數與式

5+2+

(2) 令 t =

5−2

出現  平方之,即可解題。

5 +1

 t2 =

( 5 + 2) + ( 5 − 2) + 2 5 +1

即t = ± 2



D

=

2( 5 + 1) 5 +1

=2

(負不合)

故 x = 2 − ( 2 − 1) =



通則:解題中,逢共軛數同時

I

1

Y

1.設 a = 41 − 12 5 ,若 b 是 a 的正純小數部分,則

a 1 + = 4 b



2.設 4 + 2 3 + 2 5 + 12 3 + 2 2 = a + b ,a ∈ Z 且 0 ≤ b < 1 ,則數對( a , b )=

3.設 a = 7 + 47 ,則 a 在哪兩個連續整數之間? (A) 0 與 1

(B) 1 與 2

(C) 2 與 3

4.設 17 + 288 的純小數部分為 x,則

Ans:1.

9 4

2. (3, 2 − 1)

3. (D)

(D) 3 與 4

[大學學測] (E) 4 與 5

x + 2 + 4 x + x2 x + 2 − 4x + x2

4.

2 +1

1-9



=



學測複習教材系列

第一單元 數與式

範例 7

.算幾不等式.

1 xy (1) 設 x,y ∈ R + ,若 x + 2 y = 12 ,試求下列之最大值:○

(2) 若 x 為實數,且 − 2 < x < 3 求 (3 − x ) (2 + x ) 的最大值為 2

(3) 設 x > 0 ,求

3

x 2 + 5x + 8 的最小值為 x +1

2 xy 2 ○



,此時 x=

Ans:(1)○ 1 18 ○ 2 64





D

I



(2)108

Y

4  9  1.設 a,b > 0 ,則  a +  b +  之最小值為 b  a 



2.已知 a,b,c > 0, a + b + c = 6 ,求 ab 2 c 3 最大值及此時所對應的 a,b,c 之值。

1-10

(3)7;1

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第一單元 數與式

3.已知 0 < x < 2 ,求 x 2 (2 − x ) 之最大值及此時滿足條件的 x 之值。

4.若 - 3 < x <

3 ,當 x= 2

5.設 x > 0 ,求

時, ( x + 3)(3 − 2 x ) 有最大值為 2

(x + 2)(x + 10) 之最小值為

,此時 x=

x +1



6.假設 a1 > 0 、a2 > 0 、a3 > 0 、a4 > 0 ,且滿足 a1 + a2 + a3 + a4 = 1 ,則 (

1 1 1 1 − 1)( − 1)( − 1) ( − 1) 之最小值為 a1 a2 a3 a4

Ans:1. 25

2. 108;1、2、3

3.



32 4 ; 27 3

4.

主題二:乘法公式 1.二次乘法公式: (1) ( a + b )( a − b ) = a 2 − b 2 (2) (a + b ) = a 2 + 2ab + b 2 2

(3) ( a − b ) = a 2 − 2ab + b 2 2

(4) ( a + b + c ) = a 2 + b 2 + c 2 + 2( ab + bc + ac ) 2

1-11

−3 ;54 2



5. 16;2

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第一單元 數與式

[推廣] (a1 + a2 + ...... + an )2 = a12 + a2 2 + ...... + an 2 + 2(a1a2 + a1a3 + ...... + an−1an ) 各項平方和

兩兩乘積和

2.三次乘法公式: (1) ( a + b ) = a 3 + 3a 2b + 3ab 2 + b3 = ( a + b)3 − 3ab( a + b) 3

(2) ( a − b ) = a 3 − 3a 2b + 3ab 2 − b3 = a 3 − b3 − 3ab( a − b) 3

(3) a 3 + b3 = ( a + b ) − 3ab ( a + b ) = ( a + b)( a 2 − 2ab + b 2 ) 3

(4) a 3 − b3 = ( a − b ) + 3ab ( a − b ) = ( a − b)( a 2 + 2ab + b 2 ) 3

(

)

(5) a 3 + b 3 + c 3 = (a + b + c ) a 2 + b 2 + c 2 − ab − bc − ac + 3abc 1 a+b+c = 0或 ○ 2 a = b = c 時,可化簡為 a 3 + b 3 + c 3 = 3abc [補充] 上式當○

※ 精選範例 ※

範例 8 設x=

3+ 7 3− 7

(1) x + y =

.乘法公式求值. ,y =

3− 7 3+ 7 。

,求下列各式之值:

(2) x 2 + y 2 =



(3) x 3 + y 3 = Ans:(1) 16

1-12



(2) 254

(3) 4048

學測複習教材系列





第一單元 數與式

I

D

Y

1.設 x = 7 − 40 , y = 7 + 40 ,試求 x 2 + 3 xy + y 2 =

2.設 x = 5+2 , y = 5 − 2 ,則 x 4 + x 2 y 2 + y 4 =

3.設 a =

5 5+2

Ans:1. 23

,b =

5 5−2

2. 323





,則 a 3 + b3 =



3. 850

主題三:絕對值的幾何意義 1. 實數的絕對值: 設 a 、b 為實數,數線上原點為 O(0), 任兩點為 A( a ) 、B (b)

a (1) A 點到原點距離: OA = a =  −a

(當a ≥ 0時) (當a < 0時)

a − b (2) A、B 兩點間的距離: AB = a − b =  b − a

(當a ≥ b時) (當a < b時)

2. 整數的離散性(分散性): 設 a 、b 為整數且 a ≠ b ,則 a − b ≥ 1

[說明]:數線上任兩整數之對應點距離最小為 1

1-13

O

A

0

a

B

b

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第一單元 數與式

3. 分點公式: 設 A、B 為數線上相異兩點,若 P ∈ AB , 且 AP : PB = m : n ,則 P (

na + mb ) m+n

A

m

P

n

a

B

b

※ 精選範例 ※ 範例 9

.整數的分散性.

(1) 設 a 、b 、c 是整數,且 a − 3 + 4 b 2 + 2b + 1 + 5 c − 5 = 2 ,求數對( a, b, c )= (2) 設 x 、y 、z ∈ Z 且 ( x − 1) 2 + 2( y − 2) 2 + 3( z − 3) 2 = 1 ,求 ( x, y , z ) = Ans:(1) (5, −1,5)或(1, −1,5)



(2) (2, 2,3)或(0, 2,3)

《建豪小叮嚀》整數的分散性:

(1) 整數的分散性:設 a 、b 為整數且 a ≠ b ,則 a − b ≥ 1 1 若 a 為實數,則 a ≥ 0 (2) 實數的恆正或 0 性值:○ 2 2 若 a 為實數,則 a ≥ 0 ○

3 若 a 為實數且 a ≥ 0 ,則 a ≥ 0 ○

1-14



學測複習教材系列





D

第一單元 數與式

I

Y

1.實數 x 、y ,若 ( x + y − 10) 2 + ( x − 10 y ) 2 = 0 ,則數對( x, y )=

2.有理數 a , b 使 2 a + 2 + 3 a + 2b − 3 = 0 ,則數對 ( a, b) =

3.設 a 、 b ∈ Z ,若 a − 1 + 3 b + 2 = 4 ,求數對 ( a, b) 有





組解。

4.古代的足球運動,有一種計分法,規定踢進一球的 16 分,犯規後的罰踢,進一球 6 分,請 問計分板上可能出現何種分數? (多選題)

(A) 26

(B) 28

(C) 82

(D) 103

5.二個二位數 a 、 b ,且 ab − 18a − b = −53 ,求 a+b =

[大學學測]

(E) 284

通則:逢題型: axy + bx + cy + ... [xy、x、y



同時出現]

強迫因式分解作解的討論 遍除x 、y造倒數方可解題

6.在一條東西向的公路旁裝置路燈及種植樹木,裝置路燈的方式為:自公路最西方起始點, 先向東走 96 公尺裝置第一盞路燈,之後每隔 100 公尺裝置一盞;種植樹木的方式為:自公 路最西方起始點,先向東走 146 公尺種植第一顆樹木,之後每間隔 150 公尺種植一棵。依 此方式,若公路全長 2 公里,則有

處同時有路燈及樹木。

96 + 100t ≤ 2000 t = 1 ~ 19 設路燈有 t 盞,樹木有 s 棵,則  t, s ∈ N 且  ,若同時有路燈及樹木處,則滿 146 + 150 s ≤ 2000  s = 1 ~ 12

1-15

學測複習教材系列

第一單元 數與式

足 96 + 100t = 146 + 150 s  2t − 3s = 1

100 10 Ans:1. ( , ) 11 11

5 2. ( −2, ) 2

3. 6

4. (B)(C)(E)

5. 53

6. 6

範例 10

.分點公式.

(1) 設 A(3,5) 、B (9, −3) 、C ( −1, 2) 為 ∆ABC 的三頂點, 1 若 ∠A 的內角平分線交 BC 於 D,則 D 點座標為 ○



2 若 ∠A 的外角平分線交 BC 於 E,則 E 點座標為 ○



(2) 下列實數何者最大? (A)

2+ 3 2

(B)

2+2 3 3

(C)

3 2+ 3 4

(D)

2+4 3 5

(E)

5 2+ 3 6

7 1 Ans:(1) D ( , ) , E ( −11, 7) 3 3

(2) (D)

《建豪小叮嚀》 間接求比例條件:

A

1.等高△的性質:

BD: DC = a∆ABD:a∆ADC (底邊比=面積比)

B

C

D

2.△的角平分線性質: (1)內角平分線:

(2)外角平分線(在短編側): A A

× ×

× ×

B

D

B

C

BD : DC = AB : AC

C BD : CD = AB : AC

1-16

D

學測複習教材系列

第一單元 數與式

(2) 通則:幾何考題中,逢比例條件 聯想物  →

(1)分點公式





I

D

Y

1. 設 D 點在 ∆ABC 的 BC 邊上且 a∆ABD = 則 D 點座標為

2 ⋅ a∆ADC ,若 B 的座標為(0,5),C 的座標為(7,0), 3



2. 平面上有兩點 A(3, 0) , B (−1, 2) ,若 P 點在直線 AB 上,使得 4PA = PB ,試求 P 點座標 為



3. 設 ∆ABC 三頂點 A(2, −8) 、B ( −6, −2) 、C (6, −2) ,若 ∠A 的角平分線交 BC 於 D,則 D 點之座 標為



4. 邊長為 2 的正六邊形 ABCDEF,在 AB 、CD 、EF 上分別去取一內分點 P、Q、R 得 AP : AB = CQ : CD = ER : EF = 1: 3 ,則正 ∆PQR 的邊長為

1-17



學測複習教材系列

第一單元 數與式

5.標準身材的定義:

肚臍高度 肚臍與頭頂距離 ,有一身高 150 公分,肚臍高度 90 公分的 = 身高 肚臍高度

女孩,欲藉穿高跟鞋來提高身高與肚臍高度,滿足標準身材的定義。試問女孩應該穿多少

[大學指考]

公分的高跟鞋較恰當?

(A) 1

(B) 3

(C) 5

(D) 7

(取最接近的整數)

(E) 9

標準身材(黃金比例)  上半身:下半身 =2:( 5 +1)

14 Ans:1. ( , 3) 5

11 2 13 2 2. ( , ) 或 ( , − ) 5 5 3 3

3. (2, −4)

4.

2 21 3

5. (D)

主題四:絕對值方程式與不等式 1. 絕對值方程式:含有絕對值的方程式,可利用「距離」(幾何)概念,分段討論來解題。 簡例: x + 1 + x − 2 = 5

 即數線上,「x 到-1 的距離」與「x 到 2 的距離」和等於 5 1 x < −1 分段討論時,可分○ 1 x < −1 ○

2 −1 ≤ x < 2 ○

3 x≥2 ○

2 −1 ≤ x < 2 ○

三段討論

3 x≥2 ○

-1

2

2. 絕對值不等式:含有絕對值的不等式。 解題觀念:若 a > 0 ,則下列各不等式可解為: 1 x < a ⇔ −a < x < a ○

a

−a

2 x > a ⇔ x > a 或 x < −a ○

a

a 0

a

−a

3 x = a ⇔ x = ±a ○

a 0

1-18

a

a

−a

a 0

a

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第一單元 數與式

※ 精選範例 ※ 範例 11

.絕對值方程式.

(1) x − 1 + x + 2 = 9 (2) x 2 + x − 6 = 0 Ans:(1) −5 或 4

《建豪小叮嚀》絕對值方程式: 【解法】代數解:分段討論法

 x ,當x ≥ 0時  Step1:去絕對值法則: x =   − x ,當x < 0時 Step2:解方程式(※注意:不在範圍內的根需捨去) 幾何解:數線法  適用於 (1) x − a = k 型

(2) x − a + x − b = k 型

1-19

(2) ±2

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第一單元 數與式

I

D

1.解(1) x + x − 2 = 6

Y (2) x + 5 + x − 3 = 8

(4) x + 2 + 2 x − 1 = 4

(3) 2 x + 3 + 2 x − 5 = 10

(5) 2 x + 1 + x − 2 − x = 8

2. x − 2 + x + 3 = 7 之兩根為 α , β ,求 α − β =



3.設 x ∈ R ,若 2 x − 3 + 4 x + 5 = 2 x + 8 ,求 x 的範圍為

Ans:1.(1) −2 或 4 3. −

(2) −5 ≤ x ≤ 3

(3) −2 或 3



(4) −1 或 1

(5) −2 或 4

2. 7

5 3 ≤x≤ 4 2

範例 12

.絕對值不等式.

(1) 解不等式 3 < x + 1 ≤ 5 (2) 若 ax + 3 ≤ b 之解 −3 ≤ x ≤ 7 ,則 a =

,b =



Ans:(1) −6 ≤ x < −4 或 2 < x ≤ 4

(2) a = −

《建豪小叮嚀》絕對值不等式:

(1) 解不等式:[法一] 代數解  分段討論 1 若不等式解為 b ≤ x ≤ a (2) 反考題:○

1-20

[法二] 幾何解 ⇔ x−

a +b a −b ≤ 2 2

3 15 ,b = 2 2

學測複習教材系列

第一單元 數與式

2 若不等式解為 x ≥ a 或 x ≤ b ○





D

I

⇔ x−

a +b a −b ≥ 2 2

Y

1.解不等式 2 x − 1 < 5 。

2.不等式 2 ≤ 3 x − 1 ≤ 5 在數線上的圖形恰為線段 AB 、 CD ,試求 AB + CD =?

3.方程式 2x − a ≤ b 之解為 −2 ≤ x ≤ 5 ,則 a =

4.已知 x 為整數,且滿足 x + 2 − 7 ≤ 3 ,試問 x 之值有

1-21

,b =



個。

學測複習教材系列

第一單元 數與式

Ans:1. −2 < x < 3

2. 2

3. a = 3 , b = 7

4. 14

範例 13

.折線函數極值問題.

1 y = f ( x) = x + 1 + x − 1 (1) 試作出下列圖形並求解其最小值:○

2 y = f ( x) = x + x − 1 + x − 2 ○

3 y = f ( x) = x − 2 + x + 1 + x + x − 4 + x − 5 ○ 9

(2) 設 f ( x ) =  n ⋅ x − n ,則當 x =

時, f ( x ) 有最小值



n =1

1 2 Ans:(1)○

2 2 ○

3 10 ○

(2) 27,82

《建豪小叮嚀》「絕對值連加型」函數求極值: 型式: f ( x) = x − x1 + x − x2 + ...... + x − xn 當 x = x1 , x2 , x3 ,......., xn 的「中位數 k」時,所求 f ( x ) 有最小值 f ( k ) [需注意排序]

[型一]:奇數個 圖形

[型二]:偶數個 圖形

1-22

學測複習教材系列





D

第一單元 數與式

I

Y

1.設 x 是實數,方程式 x − 1 + x + 7 = k 有解,則 k 之範圍

2.試求 f ( x ) =

1 1 x − 2 + x − 1 + x − 3 之極小值為 2 3

通分 f ( x) =



1 (3 x − 2 + 6 x − 1 + 2 x − 3 ) 6

3. x + 1 + 2 x − 2 ≤ a 有解,則 a 之範圍為

Ans:1. k ≥ 8



2.

7 6



3. a ≥ 3

範例 14

.實數的聯合範圍.

若 x − 1 ≤ 3 且 2 y + 1 ≤ 7 ,試求 xy − 3 x + 5 y − 11 的最大值為



Ans:4 《建豪小叮嚀》求聯合範圍:

(1) 相加型(減化為加)  同向相加求範圍 (2) 相乘型(除化為乘)  配對相乘求範圍

1-23

學測複習教材系列





D

第一單元 數與式

I

Y

1. 設 −2 ≤ x ≤ 3 、1 ≤ y ≤ 5 ,試求下列的範圍: (1) x + y

(2) 2x − y

(3) xy

x y

(4)

(5) x 2 + y 2

2. 已知 x 、y 是實數,若 x − 1 ≤ 2 且 2 y + 1 ≤ 5 ,則 xy − 3 x + 5 y + 4 的最大值為 最小值為





3.已知 x 、y 是實數,若 x − 2 ≤ 1 且 y + 2 ≤ 3 ,則 xy + x − 4 y + 7 的最大值為 最小值為





Ans:1.(1) −1 ≤ x + y ≤ 8 (5) 1 ≤ x 2 + y 2 ≤ 34

(2) −9 ≤ 2 x − y ≤ 5 2. 15 , − 29

(3) −10 ≤ xy ≤ 15 3. 31,1

1-24

(4) −2 ≤

x ≤3 y

學測複習教材系列

第一單元 數與式

學測停、看、聽 一、單選題

1.

1 1 + + 1 等於下列哪一個選項? 52 42 ( 1 ) 1.01

( 2 ) 1.05

( 3 ) 1.1

( 4 ) 1.15

( 5 ) 1.21 [101 學測]

2 . 令 a = 2.610 − 2.69 , b = 2.611 − 2.610 , c =

2.611 − 2.69 。請選出正確的大小關係。 2

(1) a > b > c (2) a > c > b (3) b > a > c (4) b > c > a (5) c > b > a [102 學測]

3 . 請 問 滿 足 絕 對 值 不 等 式 4 x − 12 ≤ 2 x 的 實 數 x 所 形 成 的 區 間,其 長 度 為 下 列 哪 一 個選項?

(1) 1 (2) 2 (3) 3 (4) 4 (5) 6 [103 學測]

1-25

學測複習教材系列

第一單元 數與式

二、多選題

1.關 於 下 列 不 等 式 , 請 選 出 正 確 的 選 項 。 (1)

13 > 3.5

(2)

13 < 3.6

(3)

13 − 3 > 10

(4)

13 + 3 > 16

(5)

1 > 0.6 13 − 3

[103 學測] 2. 下 列 有 關 循 環 小 數 的 敘 述 中 , 請 選 出 正 確 的 選 項 。 (1) 0.7 + 0.3 = 0.6 + 0.4 (2) 0.72 + 0.28 = 1.1 (3) 0.7 + 0.3 = 1 (4) 0.5 + 0.5 = 1.1 (5) 0.49 = 0.5 [102 指 考 乙 ] 3. 三 個 相 異 實 數 a 、 b 、 c 滿 足 b = 4 a + 1 c , 如 果 將 a 、 b 、 c 標 示 在 數 線 上 , 則 5

(1)

b 在 a 與 c 之間

(2)

c>b

5

(3) 若 d = 4 a − 1 c , 則 d 在 a 與 b 之 間 3

(4)

3

a 到 c 的距離是 a 到 b 的距離的 5 倍

(5) 如 果 b = 4 a + 1 c , 則 a ⋅ b ⋅ c > 0 5

5

[103 指 考 乙 ]

1-26

學測複習教材系列

第一單元 數與式

三、填充題

1.

設 k為一整數。已知

k k +1 < 31 < ,則 k = 3 3



[102 學 測 ]

2.小 鎮 A 距 離 一 筆 直 道 路 6 公 里 , 並 與 道 路 上 的 小 鎮 B 相 距 12 公 里 。 今 欲 在 此 道 路 上 蓋 一 家 超 級 市 場 使 其 與 A, B 等 距 , 則 此 超 級 市 場 與 A 的 距 離 須 為 公 里 。 (化 為 最 簡 根 式 )

[103 學 測 ]

Ans: 一、 單選題

1. 2

2. 4

3. 4

二、 多選題

1. 14

2. 145

3. 14

三、 填充題

1. 16

2. 4 3

1-27

學測複習教材系列

第二單元 多項式

第二單元 多項式 主題一:數系的認知 1. 二次函數: y = f ( x) = ax 2 + bx + c (a ≠ 0) 配方 2. 二次函數的圖形: y = f ( x) = ax 2 + bx + c  → y = f ( x) = a ( x − h) 2 + k

a > 0 :開口向上 (1) 開口方向:  a < 0 :開口向下 b b 2 − 4ac (2) 頂點座標: (− , − ) = ( h, k ) 2a 4a b (3) 對稱軸: x = − =h 2a 3. 二次函數的極值: 配方法:配成 y = f ( x ) = a ( x − h) 2 + k 型式,再討論極值 公式法:當 x =

−b −b 時,y 有最大(小)值 = f ( ) 2a 2a

※ 精選範例 ※ 範例 1

.反求二次函數.

(1) 二次函數 f ( x) = ax 2 + bx + c ,若 f ( −1) = 3 ,f (2) = 6 ,f (3) = −1 ,則序組 ( a, b, c )=



(2) 二次函數 y = ax 2 + bx + c ,其圖形頂點(2,3),且經過 P(3,1),則 ( a, b, c ) =? (3) 函數 f ( x ) = x 2 + 4 x + k 與 x 軸相交於 A、B 兩點,且 AB = 2 ,則 k= Ans:(1) ( −2,3,8)

《建豪小叮嚀》二次函數 f ( x ) 的假設: (1) 已知圖形通過三點  (2) 已知頂點座標 ( h, k )  (3) 已知 x 軸兩交點 (α , 0) 、( β , 0) 

2-1

。 (2) ( −2,8, −5)

(3) 3

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1. 二次函數 y = f ( x ) = ax 2 + bx + c ,其圖形通過三點 (2,12) 、( −3, 2) 、(0, 4) ,試求: (1) 多項式 f ( x )

(2) f ( x ) 的頂點座標

(3) 對稱軸方程式

2. 二次函數 f ( x ) 的頂點(3,5)且與 x 軸交於 P、Q 兩點,若 PQ = 2 ,則 f ( x ) =?

3. 將 y = 2 x 2 − x 沿著 x 軸方向移動 h 單位,沿著 y 軸方向移動 k 單位後,得到 y = 2 x 2 − 3 x − 4 ,

求(h,k)=



函數的平移: 設原方程式 y = ax 2 (1) 圖形右移 h 單位後  y = a ( x − h) 2 (2) 圖形左移 h 單位後  y = a ( x + h) 2 (3) 圖形上移 k 單位後  y = ax 2 + k (4) 圖形下移 k 單位後  y = ax 2 − k

2-2

學測複習教材系列

第二單元 多項式

4.設 a 、b 為實數。已知座標平面上拋物線 y = x 2 + ax + b 與 x 軸交於 P、Q 兩點,且 PQ = 7 。

若拋物線 y = x 2 + ax + (b + 2) 與 x 軸相交於 R、S,則 RS =

Ans:1.(1) f ( x ) = 1 3. ( , −5) 2

2 2 8 x + x+4 3 3

4 (2) ( −2, ) 3

(3) x + 2 = 0



2. −5 x 2 + 30 x − 40

41

4.

範例 2

.二次函數的極值.

(1) 已知函數 f ( x) = 122 x

2

−2 x + 2

,其中 x 為實數,則 f ( x ) 的最小值為



(2) 某沙漠地區某一段時間的溫度函數為 f (t ) = −t 2 + 10t + 11 ,其中 1 ≤ t ≤ 10 ,則這段時間內

該地區的最大溫差為 (A) 9

(B) 16

(C) 20

(D) 25

(E) 36

[大學學測]

Ans:(1) 24 3

(2) (D)

《建豪小叮嚀》二次函數的 f ( x) = ax 2 + bx + c 極值: (1) 若 x ∈ R  極值發生在頂點上 (2) 若 a ≤ x ≤ b  極值發生在頂點或端點上 [補] 平方連加型:若 x ∈ R ,欲求 f ( x ) = ( x − a1 ) 2 + ( x − a2 ) 2 + ... + ( x − an ) 2

 極值發生在 x =

a1 + a2 + ... + an 時。 n

2-3

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1.如右圖,ABC 是現有的牆,想築圍牆 PQR 使 A P

得 PQ // BC , QR // BC ,但築牆材料僅有 36

Q

公尺,即 PQ + QR = 36,則所圍的四邊形 PQRB B

面積的最大值為

R

C



x + 2 y − z = 1 2.若  ,則 x 2 + y 2 + z 2 − 2 x 之極小值 x − y + z = 2



3.設二次函數 y = x 2 + kx + k − 2 與 x 軸交於相異兩點 A、B,則線段 AB 的最小值為



4. 設 f ( x) = ax 2 + bx + c ( a 、b 、c ∈ R ), a > 0 ,[α , β ] 為實數軸上之一閉區間,則(多選) (A) f 在 [α , β ] 上有最小值

f (α )或 f ( β )

(B) f 在 [α , β ] 上有最大值

(D) f 在 [α , β ] 上有最大值 f (α )或 f ( β )

(C) f 在 [α , β ] 上有最小值 (E) f 在實數軸上有一最大值

1 1 5.設 x ≥ 0 , y = −( x + ) 2 + 2( x + ) + 3 ,試求: x x (1) x +

1 的範圍為 x



(2) y 之最大值為

2-4



學測複習教材系列

第二單元 多項式

6.對任意實數 x 而言, 27

Ans:1. 216

2. −

4 7

2 ( x2 + ) 3

的最小值為

3. 2



4. (A)(B)(D)

[大學學測]

5.(1) x +

1 ≥2 x

範例 3

(2) 3

6. 9

.二次函數的圖形判斷.

已知 y = ax 2 + bx + c 的圖形如右,則下列敘述何者正確? 的圖形如右 (A) a > 0 (E) α + β > 0

(B) b > 0

(C) c > 0

(D) b 2 − 4ac > 0

(F) ac < 0

Ans:(B)(C)(D)(E)(F) 《建豪小叮嚀》二次函數圖形與 二次函數圖形與 a 、b 、c 、D 之正負判斷: (1) a  由開口決定

向上 向上→a > 0 向下 向下→a < 0 m > 0→b > 0

m = 0→b = 0 (2) b  與 y 軸交點處斜率決定: 軸交點處斜率決定 m < 0→b < 0 原點上方 → c > 0 (3) c  f (0)  x 以 0 代入,即與 y 軸交點: 原點 → c = 0

原點下方 → c < 0

2個→b 2 − 4ac > 0 (4) b 2 − 4ac  與 x 軸交點個數(及解的個數): 1個→b − 4ac = 0 2

0個→b 2 − 4ac < 0 (5) 圖形通過四象限的條件: 圖形通過四象限的條件 ac < 0 。 (6) 函數值 = y 座標

2-5

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1. 設二次函數 y = f ( x) = ax 2 + bx + c 之圖形如右,求下列何者之正 負?

(1) a

(3) c

(2) b

(1,0) (4) b − 4ac 2

(5) a + b + c

(6) a − b + c

2. 設 a 、b 、c 為實數,且二次函數 且二次函數 f ( x) = ax 2 + bx + c 滿足 f (−1) = −3 ,f (3) = −1 ,b 2 − 4ac < 0 ,則下列敘述何者正確?(多選) (A) a < 0

(B) c < 0

(C) f (0) < f (1)

(D) f (4) < f (5)

(E) f ( −3) < f ( −2)

3. 設 a 、b 、c 為實數,且二次函數 且二次函數 f ( x) = ax 2 + bx + c 的圖形通過 (0, −1) 且與 x 軸相切,則下 列敘述何者正確?(多選)

(A) a < 0

(B) b > 0

[大學學測] (C) c = −1

(E) a + b + c ≤ 0

(D) b 2 + 4ac = 0

4. a 、b 為實數,且二次函數 y = f ( x) = a ( x + 1) 2 + b 滿足 f (−4) < 0 ,f ( −5) > 0 ,試問下列何者 為真?(多選)

(A) a > 0

[大學學測]

(B) b > 0

Ans:1.(1) a > 0

(C) f (1) < 0

(2) b < 0

(6) a − b + c > 0

(3) c < 0

2.(A)(B) 2.(A)(B)(C)(E)

(D) f (2) < 0

(E) f (3) < 0

(4) b 2 − 4ac > 0 3. (A)(C)(E)

2-6

(5) a + b + c = 0

4. (A)(C)(D)

學測複習教材系列

第二單元 多項式

主題二:多項式的係數和、除法原理 1. 多項式的係數和問題(聯想函數值): f ( x ) = an x n + an −1 x n −1 + ... + a1 x + a0 ,則

(1) 所有係數和 = f (1) (3) 奇次項係數和 =

(2) 偶次項係數和 =

f (1) − f (−1) 2

f (1) + f (−1) 2

(4) 常數項 = f (0)

2. 除法原理: f ( x ) 以 g ( x ) 除之,商為 q( x) ,餘式為 r ( x )  f ( x ) = g ( x ) ⋅ q ( x ) + r ( x ) 其中 deg r ( x) < deg g ( x) 或 r ( x) = 0

※ 精選範例 ※ 範例 4

.多項式定義.

下列何者為 x 的多項式?

(A) x 2 + 2 x + (E)

1 y

1 + 2x +1 x +1

(B) x 2 + x + 2 (F) x 2 + 3 x + 5 = 0

(C) x 2 y +

x + y+ 3 y

(D) x 2 + x + 1

(G) x 2 + 3 x − 1 > 0 Ans:(A)(C)

《建豪小叮嚀》x 多項式的定義: 文字 x 不得位於分母、根號、絕對值、指數、對數、三角函數、方程式、不 等式中!

2-7

學測複習教材系列





第二單元 多項式

I

D

Y

1. x 的多項式 f ( x ) 滿足 f ( x + 1) − f ( x ) = 2 x − 3 且 f (0) = 2 ,則最低次的 f ( x ) =? 多項式 f ( x) 滿足 f ( ax + m ) − f ( ax + n ) = g ( x ) 且 deg g ( x) = n 則多項式 f ( x) 的最低次為 n + 1

1 1 2. 設 t + = x ,試將下列二試表為 x 的多項式:(1) t 5 + 5 t t

(2) t 8 +

1 t8

3. 多項式 4( x 2 + 1) + ( x + 1) 2 ( x − 3) + ( x − 1)3 等於下列哪一個選項? (A) x( x + 1)2

(B) 2 x( x + 1) 2

(D) 2( x − 1)2 ( x + 1)

(C) x ( x − 1)( x + 1)

(E) 2 x ( x − 1)( x + 1)

Ans:1. x 2 − 4 x + 2

[大學學測]

2.(1) x 5 − 5 x 3 + 5 x

(2) x 8 − 8 x 6 + 20 x 4 − 16 x 2 + 2

範例 5

3. (E)

.係數和.

(1) f ( x) = ( x 5 − 2 x 3 + x + 1) 2001 展式中,偶次項的係數和為



(2) f ( x) = x 4 − 2 x3 + 3 x 2 − 5 x + 1 , g ( x) = x17 + 5 x8 − 7 x 5 + x 3 − 4 x + 1 則 f ( x ) ⋅ g ( x ) 之所有係數和為



(3) deg f ( x ) = 3 ,若 f (0) = 7   , f (1) = 5 ,f (3) = 9 ,f (5) = 2 ,試求下列多項式之所有係數和 為?

1 f ( x) ○

2 f ( x 2 + x + 1) ○

3 f ( x 2 + x − 2) ○

4 f (4 x + 1) ○

(4)若 deg f ( x) = 2 ,且滿足 x3 f ( x 2 ) + (2 x + 1) f ( x) − 4 x − 8 = 0 ,試求 f ( x ) 之 1 所有係數和為 ○



Ans:(1) 1

2 常數項為 ○

(2) 6

1 5 (3)○

2-8

。 2 9 ○

3 7 ○

4 2 ○

1 3 (4)○

2 8 ○

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1. 設 f ( x) = x 4 − 2 x3 + 3 x 2 − 5 x + 1 ,g ( x) = x17 + 5 x8 − 7 x 5 + x3 − 4 x + 1 ,求: (1) f ( x ) ⋅ g ( x ) 的各項係數和?

(2) f ( x ) + 2 g ( x ) 的偶次項係數和與奇次項係數和?

2. 設 ( x 5 − 3 x 4 + 4 x 3 − 2 x 2 + 6)(2 x 4 + x 3 − 4 x 2 − 3 x + 5) = a9 x 9 + a8 x 8 + a7 x 7 + ... + a1 x + a0 ,則: (1) a8 + a6 + a4 + a2 + a0 =



(2) a9 + a7 + a5 + a3 + a1 =



3. 設 f ( x ) = ax 6 − bx 4 + 3 x − 2 ,其中 a 、b 為非零實數,則 f (5) − f ( −5) 之值為? (A) -30

(B) 0

(C) 2 2

(D) 30

(E) 無法確定

[大學指考]

4. 已知 a = 2010 x + 94 , b = 2010 x + 95 , c = 2010 x + 96 ,則 a 2 + b 2 + c 2 − ab − bc − ca =

(A) 0

(B) 1

(C) 2

2-9

(D) 3

(E) 4

學測複習教材系列

第二單元 多項式

5. 多項式 (1 + 2 x + 3 x 2 + 4 x3 )(4 + 3 x + 2 x 2 + x 3 ) 之積的二次項係數為



6. (50 + 49 x + 48 x 2 + ... + 3 x 47 + 2 x 48 + x 49 )(50 x 49 + 49 x 48 + 48 x 47 + ... + 3 x 2 + 2 x + 1) 乘開後, x 49 項 。

的係數為

10

7. 已知兩多項式 P ( x ) = 1 + 2 x + 3 x 2 + 4 x 3 + ... + 10 x 9 + 11x10 =  (i + 1) x i 與 i=0

5

Q ( x ) = 1 + 3 x 2 + 5 x 4 + ... + 9 x 8 + 11x10 =  (2i + 1) x 2 i ,試問 P ( x ) ⋅ Q ( x ) 的乘積中 x 9 項的係數 i =0





8. 若 ( x + 1)( x + 2) ⋅ ...... ⋅ ( x + 19)( x + 20) = a0 + a1 x + a2 x 2 + ... + a19 x19 + a20 x 20 ,求 a19 + a20 =

Ans:1.(1) 6 6. 42925



(2) 偶次:17,奇次:-25 7. 110

2.(1) -7

(2) 13

3. (D)

4. (D)

5. 20

8. 211

範例 6

.除法原理.

設一多項式 f ( x ) ,以 ax + b ( a ≠ 0) 除之得商 q( x) ,餘式為 r

(1)以 x +

b 除 f ( x ) ,得商式 a

,餘式

(2)以 ax + b 除 x ⋅ f ( x ) ,得商式 x (3)以 x + b 除 x ⋅ f ( ) ,得商式 a

,餘式 ,餘式

Ans:(1) aq ( x ) ,r

(2) xq ( x ) +

2-10

。 。 。

r br ,− a a

x (3) q ( ) x + r , − br a

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1. 設多項式 f ( x ) 被 ax + b ( a ≠ 0 )除之商為 q( x) ,餘式為 r,下列何者為真?(多選) (A) 以 x −

b 除 f ( x ) 之餘式為 ar a

(B) f (bx ) 被 ax − 1 除之餘式為 r

(C) f (bx ) 被 ax − 1 除之商為 bq ( x ) (E) xf ( x ) 被 x −

(D) af ( x) 被 x −

b 除之餘式為 ar a

b br 除之餘式為 a a

2. 設兩多項式 f ( x ),g ( x ) 其次數均大於 2,已知 f ( x ) 與 g ( x ) 除以 x 2 − x − 1 之餘式分別為 2 x + 1 與 x − 3 ,則:

(1) f ( x ) + g ( x ) 除以 x 2 − x − 1 的餘式為



(2) 2 f ( x ) − 3 g ( x ) 除以 x 2 − x − 1 的餘式為 (3) f ( x ) ⋅ g ( x ) 除以 x 2 − x − 1 的餘式為

。 。

2-11

學測複習教材系列

第二單元 多項式

3. 設 f ( x ) 為一多項式,若 ( x + 1) f ( x ) 除以 x 2 + x + 1 的餘式為 5 x + 3 ,則 f ( x ) 除以 x 2 + x + 1 的餘 。

式為

4. 設多項式 f ( x ) ,以 ax + b 除之得商 q( x) ,餘式為 r ( a ≠ 0) ,試求以 ax + b 除 x 2 f ( x ) 的商式 為

及餘式為



5.設 f ( x ) 除以 g ( x ) 之商式為 q( x) ,而餘式為 r ( x ) ,求 3 f ( x ) 除以 5 g ( x) 之商式與餘式分別 為



Ans:1. (B)(D)(E)

2.(1) 3 x − 2

4. 商式: x 2 q ( x ) +

(2) x + 11

b2r r br x − 2 ;餘式: 2 a a a

(3) −3x − 1

3. 2 x + 5

3 5.商式: q ( x) ;餘式: 3r ( x ) 5

主題三:餘式定理與因式定理 1. 餘式定理: f ( x ) 是一多項式,則以 x − a 除 f ( x ) 所得之餘式為 f ( a )

2. 因式定理: f ( x ) 是一多項式,若 x − a 為 f ( x ) 的因式,則 f ( a ) = 0。

(1)文字敘述若提供訊息不明,利用"除法原理"列式在處理! (2)除(因)式必為"一次式"方可使用!

※ 精選範例 ※

2-12

學測複習教材系列

第二單元 多項式

範例 7

.餘(因)式定理.

(1)二次式 ax 2 + bx − 4 以 x + 1 除之,餘數為 3,以 x − 1 除之餘數為 1,如以 x − 2 除之所得餘式 為



(2)次數不小於 3 的多項式 f ( x ) 以 ( x − a )( x − b) , ( x − b)( x − c ) , ( x − c )( x − a ) 除之,餘式分別 得到 x − 2 , 2 x + 1 , −2 x + 3 ,則 (A) a > b > c

(D) a > c > b

(B) b > a > c

(C) c > a > b

(E) c > b > a

x 5 + x 4 + x 3 + px 2 + 2 x + q (3)已知 為一個 x 的多項式,求 ( p, q) = x2 + x + 2 Ans:(1) 18





I

D



(2) (D)

(3) (3,8)

Y

1. f ( x ) = 2 x 3 − 5 x 2 − 8 x + a , g ( x ) = x 2 − 4 x + b ,已知 f ( x ) 是 g ( x ) 的倍式,則 a =

b=

[大學學測]



2.如果 x 4 + 7 x 3 − 4 x 2 + 5 x + a 是 x 2 − x + b 的倍式,則數對( a , b )=

2-13





學測複習教材系列

第二單元 多項式

3. 設 f ( x ) = x 3 + ax 2 + bx + c ,滿足 f (1) = f (2) = 3 且 f ( −1) = −3 ,則 (A) a + b + c = 3

4. 已知

(B) a − b + c = −2

(C) a = 3

(D) b = 2

2 x 4 + 3 x 3 − 10 x 2 + 24 x + m 為一個 x 的多項式,求 ( m, n) = x2 + 2x − n

Ans:1. a = 6 ,b = 2

2. (3,1)

3. (B)(D)(E)

(E) c = 3



4. ( −64,8)

範例 8

.重疊假設法求餘式.

(1)設 f ( x ) 為一多項式,以 x − 1 除之餘 5,以 x + 2 除之餘 2,則 f ( x ) 除以 ( x − 1)( x + 2) 之餘式 為



(2)多項式 f ( x ) ,若以 x 2 + x + 1 除之,餘式為 x + 1 ,以 x − 2 除之,餘式為 10,則 f ( x ) 以 ( x − 2)( x 2 + x + 1) 除之,餘式為



(3)設 f ( x ) 為一多項式,以 ( x − 1) 、 ( x − 2) 、 ( x − 3) 除之的餘式,分別為 5、12、23,則 f ( x ) 除之 ( x − 1)( x − 2)( x − 3) 之餘式為



Ans:(1) x + 4 《建豪小叮嚀》重疊假設法求餘式:

 f ( x ) ÷ ( x − a )......k 已知條件:   f ( x ) ÷ ( x − b)......m 所求考題: f ( x ) ÷ ( x − a )( x − b)...... 餘式=?

2-14

(2) x 2 + 2 x + 2

(3) 2 x 2 + x + 2

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1.若多項式 f ( x ) 除以 x 2 − x − 2 餘 3x + 5 ,且 f ( x ) 的所有係數和為 14 則 f ( x ) 除以 ( x − 1)( x 2 − x − 2) 的餘式為



2.設多項式 h( x) 被 x 2 − 1 除後的餘式為 3 x + 4 ,並且已知 h( x) 有因式 x 若 h( x) 被 x ( x 2 − 1) 除後 的餘式為 px 2 + qx + r ,則 p 2 − q 2 + r 2 =



3.多項式 f ( x ) ,以 ( x − 1)( x − 2) 除之的餘式為 20 x − 6,以 ( x − 2)( x − 3) 除之得餘式為 32 x − 30 , 求以 ( x − 1)( x − 2)( x − 3) 除 f ( x ) 的餘式為

Ans:1. −3 x 2 + 6 x + 11

2. 7



3. 6 x 2 + 2 x + 6

範例 9

.餘式假設深入題.

多項式 f ( x ) 被 x 2 − 5 x + 4 除之,餘式為 x + 2 ,被 x 2 − 5 x + 6 除之餘式為 3 x + 4 ,則 f ( x ) 被 x 2 − 4 x + 3 除之,餘式為



[大學學測] Ans: 5 x − 2

《建豪小叮嚀》除式可因式分解: 多項式 f ( x ) 以 x 2 − 5 x + 4 除之,餘式為 x + 2

 f (1) = 3 列式: f ( x ) = ( x − 1)( x − 4)Q ( x ) + x + 2    f (4) = 6

2-15

學測複習教材系列





第二單元 多項式

I

D

Y

1.已知 deg f ( x ) ≥ 3 ,若 f ( x ) 除以 ( x − 1) 2 ,餘式 3 x + 2 ,除以 ( x + 2) 2 ,餘式為 5 x + 3 ,則: (1) f ( x ) 除以 ( x − 1)( x + 2) 之餘式為 (2) f ( x ) 除以 ( x − 1) 2 ( x + 2) 之餘式為

。 。

2.以 x 2 + 3 x − 4 除多項式 f ( x ) , g ( x ) 所得的餘式分別為 3 x + 2 , −4 x + 7 ,則以 x + 4 除 (2 x + 3) f ( x ) − ( x + 5) g ( x ) 之餘式為

Ans:1.(1) 4 x + 1

1 (2) − ( x − 1) 2 + 3 x + 2 3



2. 27

範例 10

.化簡求餘式(⼀).

(1)多項式 ( x 2 + 3 x + 5)8 除以 x 2 + 2 x + 4 所得之餘式為



(2)多項式 ( x 5 + x 2 + 2 x + 3)3 除以 x 4 + x + 1 所得之餘式為 (3)以 ( x − 1) 2 除 x10 + 2 所得的餘式為





Ans:(1) 81

(2) ( x + 3)3

《建豪小叮嚀》化簡求餘式:長除法與綜合除法均無法使用之除法求餘式!

[解題技巧] 除法原理: A( x) = B( x) × Q( x) + R( x) [輔助工具] 二項式定理: ( x + y ) n =

2-16

(令B( x) = 0)

(3) 10 x − 7

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1.多項式 ( x 2 + 3 x + 2)3 除以 x 2 + 2 x + 3 所得餘式為



2.多項式 ( x 2 + 3 x + 4)12 除以 x 2 + 2 x + 3 所得餘式為



[高雄區模考]

3.多項式 f ( x ) = x15 − 3 x13 + 4 x 4 + 5 x + 1 除以 x 4 − x 所得餘式為



4.設多項式 ( x + 1) 6 除以 x 2 + 1 的餘式為 ax + b ,則數對 ( a, b) =



5.以 ( x + 1) 2 除 x 50 + 1 所得的餘式為

Ans:1. 10 x + 14

2. 64

3. x 3 + 6 x + 1



4. ( −8, 0)

2-17

5. −50 x − 48

[大學學測]

學測複習教材系列

第二單元 多項式

範例 11

.化簡求餘式(二)…除式為漸化式.

設 f ( x ) = x 2001 − 3 x 58 + 4 x11 + x 2 − x + 2 ,則以 x 2 − x + 1 除 f ( x ) 所得餘式為



Ans: − x + 4 補乘 ( x −1) 《建豪小叮嚀》除式型式:(1) x n −1 + x n − 2 + ...... + x + 1 = 0  → xn = 1 補乘 ( x +1) (2) x n −1 − x n − 2 + ...... − x + 1 = 0  → x n = −1

(a + b)(a 2 − ab + b 2 ) = a 3 + b3 [解題技巧] 1.  2 2 3 3 (a − b)(a + ab + b ) = a − b 2.(1)除式為 x 2 + x + 1 的認知→ x 3 = 1 且 x 2 = − x − 1 (2)除式為 x 2 − x + 1 的認知→ x 3 = −1 且 x 2 = x − 1





D

I

Y

1.多項式 x 50 除以 x 2 + x + 1 之餘式為



2.(1)求 x 2 + x + 1 除 x119 + 5 x 24 + 4 x 8 + 8 x + 7 之餘式為 (2)以 132 + 13 + 1 除 13119 + 5 ⋅1324 + 4 ⋅138 + 8 ⋅13 + 7 之餘數為

[台南區模考]

。 。

[彰化區模考]

2-18

學測複習教材系列

第二單元 多項式

3.以 7 2 + 7 + 1 除 75 + 4 ⋅ 7 4 − 7 ⋅ 73 + 8 ⋅ 7 2 + 4 之餘數為

Ans:1. − x − 1

2.(1) 3 x + 7

(2) 46



3. 10

主題四:多項式的求值 1. f(a) = ? ( a 為大數) (1)原理  餘式定理: f ( x ) 除以 x − a 之餘式為 f ( a ) (2)方法  一次性的綜合除法

2. f(a) = ? ( a 為無理(複)數) (1)原理  除法原理: A( x ) = B ( x ) × Q ( x ) + R ( x ) ( B ( x ) = 0) 高次→低次

(2)方法  二次式的綜合除法

3. f(a) = ? ( a 為接近整數 m 之繁小數) (1)原理  以一多項式表另一多項式 f ( x ) = an ( x − m) n + an −1 ( x − m) n −1 + ... + a1 ( x − m) + a0

(2)方法  連續性的綜合除法

※ 精選範例 ※ 範例 12

.a 為大數.

設 f ( x) = 1250 x 6 − 2790 x5 − 3125 x 4 + 707 x 3 + 100 x 2 + 45 x − 62 ,則 f (3) = ?

Ans: 217 《建豪小叮嚀》餘式定理的可逆性: f (3)  f ( x ) 除以 ( x − 3) 的餘式

2-19

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1.設 f ( x) = x 5 + 6 x 4 − 4 x 3 + 25 x 2 + 30 x + 20 ,則 f ( −7) =



2.設 f ( x) = x 4 + 7 x3 + 11x 2 − 3 x − 18 ,則 f ( f (1)) =



3. 7 7 − 50 × 75 + 6 × 7 4 + 4 × 73 + 25 × 7 2 − 30 × 7 − 12 =



1 4.已知 f ( x) = 8 x 6 + 10 x 5 − 9 x 4 + 51x 3 + 21x 2 + 15 x + 3 ,則 f ( ) = 2

Ans:1. 6

2. −8

3. −26

[大學學測]



4. 22

範例 13

.a 為無理(複)數.

設 f ( x) = x3 + 4 x 2 + 6 x + 7 ,試求 f ( −3 + 2) =



Ans: −12 + 11 2

2-20

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1.設 f ( x) = x 4 − 3 x3 + 2 x 2 + 2 x + 3 ,則 f (2 + i ) =



1− 3 4 1− 3 3 1− 3 2 1− 3 2.化簡 2( ) + 2( ) +( ) − 6( )−4= 2 2 2 2



3.設 x = 5 − 24 ,則 x 5 + x 4 − 10 x 3 − 10 x 2 + x + 5 之值為

Ans:1. i

2. − 3

[中山女中模考]



3. 4

範例 14

.a 為繁小數.

設 f ( x) = x 4 + 2 x3 − 3 x 2 − 3 x + 5 ,試求 f ( −1.98) =?

(計至小數點後第三位) Ans: -0.976

2-21

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1.若 ( x − 1)3 + 2( x − 1)2 + 3( x − 1) + 4 = a ( x + 2)3 + b( x + 2)2 + c( x + 2) + d ,試求 ( a, b, c, d ) =



[南一中模考]

2.設 f ( x) = 54 x 3 − 99 x 2 + 66 x − 20 ,試求 f (0.333) 的近似值至小數點後第三位。

3.設 f ( x) = x 4 − 5 x 2 − 36 ,試求 f (1.98) 的近似值至小數點後第二位。

Ans:1. (1, −7,18, −14)

2. -7.006

3. -40.23

主題五:求多項式與有理一次因式檢驗法 1. 求多項式:常見型式如下 [型一] 標準題 已知 deg f ( x ) = 3 ,且

(1) f (1) = f (2) = 0 …………令 f ( x ) = ( ax + b)( x − 1)( x − 2) (2) f (1) = f (2) = 3 …………令 f ( x ) = ( ax + b)( x − 1)( x − 2) + 3 (3) f (1) = f (2) = f (3) = 0 …………令 f ( x ) = k ( x − 1)( x − 2)( x − 3) (4) f (1) = f (2) = f (3) = 3 …………令 f ( x ) = k ( x − 1)( x − 2)( x − 3) + 3

2-22

學測複習教材系列

第二單元 多項式

[型二] 自由題 [型三] 重疊法 2. 一次因式檢驗法: 設 f ( x ) = an x n + an −1 x n −1 + ... + a1 x + a0 為整係數多項式( an ≠ 0 ), 又 a, b ∈ Z 且 ( a, b) = 1 ,若 ax − b / f ( x) , 則(1) a / an , b / a0

(2) a − b / f (1) , a + b / f (1) [註] 有裡根定理:若 x =

b 為 f ( x ) = 0 的一有裡根,則 a / an , b / a0 a

※ 精選範例 ※ 範例 15

.因式檢驗.

設 a 、b 、c ∈ Z ,若 f ( x) = x 4 + ax 3 + bx 2 + cx + 6 在整數系中可因式分解為四個相異一次因式

的積,試討論 (a, b, c) 之可能值為



Ans: (−1, −7,1) 或 (1, −7, −1)





D

I

Y

1.設 9 x 4 + ax3 + bx 2 + cx + 1 = 0 有四個相異有理根,則 a + b − c =

2-23



學測複習教材系列

第二單元 多項式

2.若 a 、b 、c ∈ Z ,且方程式 x 4 + ax 3 + bx 2 + cx + 9 = 0 有四個相異有理根,求 a − b + c 。

=

3. 若 2 x − 3 為整係數多項式 f ( x) = ax 3 + bx 2 + cx + (a + 1) 之因式,且 1 ≤ a ≤ 100 ,則 a 有 個。

4.若整係數多項式 x 4 − x 3 + kx 2 − 2kx − 2 有整係數一次因式,求 k 之值為

Ans:1. -10

2. 10

3. 17



4. -2 或 0

範例 16

.求多項式.

(1)設 f ( x) 為三次多項式,若 f (2) = f (−1) = f (4) = 3 ,且 f (1) = −9 ,求 f ( x) =? (2) 設 deg f ( x) = 4,以 ( x − 1)3 除之,餘式為 3,以 x − 2 除之餘式為 6,以 x + 2 除之餘式為 138, 則 f ( x) = ?

(3) 設 f ( x) 為實係數三次多項式,若 f (1) = 1 ,f (2) = 2 ,f (5) = 5 且 f (3) = −1 ,試求 f ( x) =

。 Ans:(1) −2 x3 + 10 x 2 − 4 x − 13

(2) (2 x − 1)( x − 1)3 + 3

2-24

(3) x3 − 8 x 2 + 18 x − 10

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1.設 deg f ( x) = 3 , f (1) = f (2) = 0 ,且 f (3) = 12 ,f (4) = 42 ,則 f ( x) =



1 2.設 deg f ( x) = 3 , f (−1) = f ( ) = 0 , f (2) = 45 ,f (−2) = −35 ,求 f ( x) = ? 2

Ans:1. x3 − 7 x + 6

2. 6 x3 + x 2 − 4 x + 1

範例 17

.插值多項式求值.

已知二次多項式 f (x) 滿足 f ( 2006) = 3,f ( 2008) = 1,f ( 2009) = 6 ,試求: f ( 2010) =

。 Ans:15

《建豪小叮嚀》插值多項式(拉格朗日插值法): (1) a、b 為相異數,滿足 f (a ) = p、f (b) = q 的最低次多項式 f ( x) = p ⋅

x−b x−a + q⋅ 。 a −b b−a

(2) a、b、c 為相異數,滿足 f (a ) = p、f (b) = q、f (c) = r 的最低次多項式 f ( x) = p ⋅

( x − b)( x − c) ( x − a )( x − c) ( x − a )( x − b) +q⋅ +r⋅ 。 (a − b)(a − c) (b − a )(b − c) (c − a )(c − b)

《基本解》 設 f ( x) = 3 ⋅

( x − 2008)( x − 2009) ( x − 2006)( x − 2009) + 1⋅ (2006 − 2008)(2006 − 2009) (2008 − 2006)(2008 − 2009) + 6⋅

則 f (2010) = 3 ⋅

( x − 2006)( x − 2008) (2009 − 2006)(2009 − 2008)

(2010 − 2008)(2010 − 2009) (2010 − 2006)(2010 − 2009) + 1⋅ (2006 − 2008)(2006 − 2009) (2008 − 2006)(2008 − 2009) + 6⋅

(2010 − 2006)(2010 − 2008) (2009 − 2006)(2009 − 2008)

=1-2+16= 15

2-25

學測複習教材系列

第二單元 多項式

《速解法》使用時機:已知與所求的 x 之值呈現等差





D

I

Y

1.二次函數 f (x) 過 A(997,3)、B(999,-2)、C(1001,1),則



2.三次多項式 f (x) 除以 x − 1、x − 2 、x − 3 、x − 4 的餘式分別為 5、-2、-3、-4,則 f (x) 除以 x − 5 的餘式為

Ans:1.

11 2



2. -11

主題六:複數的基本認知 1. 虛數的單位: −1 稱為虛數單位,記作 i。 2. i 的運算:(1)週期性: i 4 n = 1 ;i 4 n +1 = i ;i 4 n + 2 = −1 ;i 4 n + 3 = −i (2)相消性: i 4 n + i 4 n +1 + i 4 n + 2 + i 4 n +3 = 0

3. 名詞認知: z = a + bi , a, b ∈ R , a 稱為「實部」,b 稱為「虛部」。 (1) 若 a ≠ 0 , b ≠ 0  z = a + bi 稱為「雜虛數」(複數)。 (2) 若 a = 0 , b ≠ 0  z = bi 稱為「純虛數」。 (3) 若 a ≠ 0 , b = 0  z = a 稱為「實數」。

4. 共軛複數:若 z = a + bi ,則 z 之共軛複數,記為 z = a − bi 。

※ 精選範例 ※

2-26

學測複習教材系列

第二單元 多項式

範例 18

.觀念澄清.

a 、b 為實數,下列何者為真?(多選) (A) 若 a > 0 ,b < 0 ,則 a ⋅ b = ab (C) 若 ab > 0 ,則 a ⋅ b = ab

(B) 若 a > 0 ,b < 0 ,則

(D) 若 ab > 0 ,則

a a = b b

a a = b b (E) 以上皆非 Ans:(A)(D)

《建豪小叮嚀》 a 與 b 的乘(除)法結合: 1 若 a ,b 不同時為負,則 a ⋅ b = ab (1)○

2 若 a 0 ,b > 0 ,則 ○

a a = b b

2 若 a < 0 ,b > 0 (分子為負),則 ○

a a = b b

3 若 a > 0 ,b < 0 (分母為負),則 ○

a a =− b b

2-27

學測複習教材系列





第二單元 多項式

I

D

Y

1.下列何者正確? (A) (D)

−1 1 = 1 −1

−2 ⋅ −3 = (−2)(−3)

(B)

3 3 = −2 −2

(C)

−3 3 = 2 −2

(E) 以上皆非

2.設 a, b ∈ R ,且 a + b = −12 ,ab = 3 ,則 ( a + b ) 2 =



2. −12 − 2 3

Ans:1. (C)

.i 的連加運算.

範例 19 i + 2i 2 + 3i 3 + 4i 4 + ...... + 100i100 =

。 Ans: 25(2 − 2i )

i + 2i 2 + 3i 3 + 4i 4 = i + (−2) + (−3i ) + 4 = 2 − 2i 5i 5 + 6i 6 + 7i 7 + 8i 8 = 5i + (−6) + (−7i ) + 8 = 2 − 2i

又 100 ÷ 4 = 25 故所求 = (2 − 2i ) + (2 − 2i ) + ...... + (2 − 2i ) = 25(2 − 2i )





D

I

1. 1 + i + i 2 + i 3 + ...... + i100 =

Y 。

Ans:1. 1

2-28

學測複習教材系列

第二單元 多項式

範例 20

.複數的運算.

設 a, b ∈ R ,若

3 − 5i = 7 + 2i ,求 a, b 。 a + bi Ans: a =





1.化簡(1)

D

Y

5i 5 + 4i 3 + 1 = 8i 9 − 5i − 3

2. a, b ∈ R ,若

3.化簡

I

(2) (−2 + 3i )4 =



1 1 3 + = ,試求 a ,b 。 1 + 3i a + bi 10

(3 − −16)(−1 + −25) 為標準式。 2 + −9

Ans:1.(1)

−i 3

(2) −47

2. a =

20 30 ,b = − 13 13

2-29

3. 7 − i



11 −41 ,b = 53 53

學測複習教材系列

第二單元 多項式

範例 21

.知實部、虛部反求原數.

1 3 設 z 為複數,z 之虛部為 −2 , 的實部為 ,則 z = z 13

。 Ans: 3 − 2i 或





D

I

Y

1 2 1.設 z 之虛部為 3 , 的實部為 ,則 z = z 13



2.求滿足 ( x + yi )i − 2 + 4i = ( x − yi )(1 + i ) 之實部 x=

3.設 a 為實數,若

Ans:1. 2 + 3i 或

3−i a +i + 亦為實數,則 a = 1− i 1+ i

9 +3i 2

2. 6,4

;y=



3. 3

2-30



4 − 2i 3

學測複習教材系列

第二單元 多項式

.1±i 的求值.

範例 21 已知 f ( x) = x100 + x50 + 1 ,則 f (−

1+ i )= 2

。 Ans: i

《建豪小叮嚀》(1) (1 ± i ) 2 = 12 ± 2 ⋅1 ⋅ i + i 2 = ±2i (2) (1 ± 3i )3 = 13 ± 3 ⋅12 ⋅ ( 3i ) + 3 ⋅1 ⋅ ( 3i ) 2 ± ( 3i )3 = −8





D

I

Y

1+ i 2 p 1− i 2 p 1.若 p 為奇數,則 ( ) +( ) = 2 2



1 + 3i 3 p 1 − 3i 3 p 2.若 p 為奇數,則 ( ) +( ) = 2 2

2 3.設 f ( x) = x1982 + x 71 + 1 ,則 f ( )= 1 + 3i





2-31

學測複習教材系列

第二單元 多項式

4.化簡 ( 3 + i )3 + (1 − i )10 + i 2012 =

Ans:1. 0

2. -2

3. 1



4. 1 − 2i

範例 22

.共軛複數.

(1)設 z = 3 + 2i ,則

z −1 之共軛複數為 z +1

(2) α 、β ∈ C ,a ∈ R ,試求



α − 2β 之共軛複數為 iα + a β



Ans:(1) 《建豪小叮嚀》共軛複數的性質:

(1) z 為實數(虛部為 0) ⇔ z = z (2) z 為純虛數(實部為 0) ⇔ z = − z (3) z1 + z2 = z1 + z2 (4) z1 − z2 = z1 − z2 (5) z1 ⋅ z2 = z1 ⋅ z2

(6) (

z1 z )= 1 z2 z2

2-32

3 1 − i 5 5

(2)

2β − α iα − a β

學測複習教材系列

類 1.



D

第二單元 多項式

I

Y

7 − 4i 的共軛複數為 −2 + 3i

2.(1)複數 z =



1 + 2i ,若 z = z ,則實數 a = a −i



(2) a ∈ R ,若 5 + (a − 2)i = 5 + (a − 2)i ,則 a =



3.設 z 為 z 的共軛複數,若 z (3 + 2i ) + 6 − 5i = z + i ,則 z =

Ans:1. −2 + i

2.(1) −

1 2

(2) 2



3. −1 + 2i

範例 23

.複數的平方根.

設複數 z = a + bi ,a, b ∈ R ,若 z 2 = 5 − 12i ,求數對 (a, b) =



Ans: (3, −2) 或 (−3, 2)

2-33

學測複習教材系列





D

第二單元 多項式

I

Y

1.(1) 6 + 8i 的平方根為



(2) 40 + 42i 的平方根為



2.解方程式 x 2 − 3 + 4i = 0 ,可得 x =

。(有兩解)

3.試解 x 2 − (3 + i ) x + (8 − i ) = 0 。 虛係數方程式的解法:公式解+複數平方根

Ans:1.(1) 2 2 + 2i ,− 2 2 − 2i

(2) 7 + 3i , − 7 − 3i

3. 2 + 3i 或 1 − 2i

2-34

2. ± (2 − i )

學測複習教材系列

第二單元 多項式

學測停、看、聽 一、 單選題

1.多項式 4( x 2 + 1) + ( x + 1) 2 ( x − 3) + ( x − 1)3 等於下列哪一個選項? (1) x( x + 1) 2 (2) 2 x( x − 1) 2 (3) x( x − 1)( x + 1) (4) 2( x − 1) 2 ( x + 1) (5) 2 x( x − 1)( x + 1) [100 學測]

2 . 已 知 實 係 數 多 項 式 方 程 式 x3 + ax 2 + bx + 8 = 0 的 三 根 相 同,請 問 b 的 值 等 於 下 列 哪 一個選項? (1) 6

(2) 8

( 3 ) 10

( 4 ) 12

( 5 ) 14

[101 數乙]

3. 設 a, b, c 為 實 數 , 且 二 次 多 項 式 f ( x) = ax( x − 1) + bx( x − 3) + c( x − 1)( x − 3) 滿 足 f (0) = 6 、 f (1) = 2 、 f (3) = −2 。 請 問 a + b + c 等 於 下 列 哪 一 個 選 項 ?

(1) 0

(2)

2 3

(4) −

(3) 1

1 2

(5) −

4 3

[102 數乙]

2-35

學測複習教材系列

第二單元 多項式

二、 多選題

1.設 f ( x) = x 4 − 5 x 3 + x 2 + ax + b 為實係數多項式,且知 f (i ) = 0 (其中 i 2 = −1 ) 。請問下列哪些 選項是多項式方程式 f ( x) = 0 的根? ( 1 ) −i

(2) 0

( 4 ) −5

(3) 1

(5) 5

[101 學測] 2 . 設 f ( x ) 為 實 係 數 二 次 多 項 式 , 且 已 知 f (1) > 0 、 f (2) < 0 、 f (3) > 0 。 令 g ( x ) = f ( x ) + ( x − 2)( x − 3) , 請 選 出 正 確 的 選 項 。

(1 ) y = f ( x ) 的 圖 形 是 開 口 向 下 的 拋 物 線 (2 ) y = g ( x ) 的 圖 形 是 開 口 向 下 的 拋 物 線 (3 ) g (1) > f (1) (4 ) g ( x ) = 0 在 1 與 2 之 間 恰 有 一 個 實 根 (5 ) 若 α 為 f ( x ) = 0 的 最 大 實 根 , 則 g (α ) > 0 [103 學測] 3 . 設 f ( x) 是 首 項 係 數 為 1 的 實 係 數 二 次 多 項 式 。 請 選 出 正 確 的 選 項 。 (1 ) 若 f (2) = 0 , 則 x − 2 可 整 除 f ( x )

(2 ) 若 f (2) = 0 , 則 f ( x ) 為 整 係 數 多 項 式

(3 ) 若 f ( 2) = 0 , 則 f (− 2) = 0

(4 ) 若 f (2i ) = 0 , 則 f ( −2i ) = 0

(5 ) 若 f (2i ) = 0 , 則 f ( x ) 為 整 係 數 多 項 式 [104 學測] 4. 假 設 多 項 式 f ( x) = 2 − 2 x + 4 x( x − 1) + x ( x − 1)( x − 2) g ( x) , 其 中 g ( x ) 為 一 實 係 數 多 項 式 。

請選出一定正確的選項。 (1)

f ( x) 有 ( x − 1) 的 因 式

(2)

f ( x) 沒 有 ( x + 1) 的 因 式

(3)

f ( x) 被 ( x − 2) 除 的 餘 式 等 於 6

(4)

0 不 是 f ( x) = 0 的 根

(5) 通 過 ( 0, f (0) ) 、 (1, f (1) ) 、 ( 2, f (2) ) 的 最 低 次 插 值 多 項 式 為 2 − 2 x + 4 x ( x − 1) [103 數乙]

2-36

學測複習教材系列

第二單元 多項式

5.設 f ( x ) 為 一 實 係 數 多 項 式,且 f ( x ) 除 以 ( x − 1)( x − 2) 2 的 餘 式 為 ( x − 2) 2 + g ( x ),其 中 g ( x ) 為一次多項式。請選出正確的選項。

(1) 若 知 道 f (1) 及 f (2) , 則 可 求 出 g ( x ) (2)

f ( x ) 除 以 ( x − 2) 的 餘 式 是 g (2)

(3)

f ( x ) 除 以 ( x − 1) 的 餘 式 是 g (1)

(4)

f ( x ) 除 以 ( x − 2) 2 的 餘 式 是 g ( x )

(5)

f ( x ) 除 以 ( x − 1)( x − 2) 的 餘 式 是 x − 2 + g ( x)

[104 數乙]

6 . 設 實 係 數 多 項 式 f ( x ) 滿 足 f (1 + i ) = 5 與 f (i ) = 10 ( 其 中 i = −1 ), 且 f ( x) 除 以

( x2 − 2 x + 2)( x 2 + 1) 的 餘 式 為 g ( x) 。 請 選 出 正 確 的 選 項 。 (1)

g (1 + i ) = 5

(2)

f (−i) = −10

(3)

g ( x) 除 以 x2 − 2 x + 2 的 餘 式 是 一 次 多 項 式

(4)

g ( x) 除 以 x2 − 2 x + 2 的 商 式 是 2 x + 1

(5)

g ( x) = 2 x 3 − 7 x 2 + 2 x + 3 [104 數甲]

三、填充題

1.設 a, b 為實數且 (a + bi)(2 + 6i ) = −80 ,其中 i 2 = −1 。則 (a, b) =



[102 學測]

2 . 設 f ( x) = x5 − x 3 + 2 x 2 − 2 x − 4 , g ( x) = x 4 + x 3 + x 2 + 3x + 2 , h( x) 為 f ( x) 與 g ( x) 的 最 高 公 因 式 且 最 高 次 項 係 數 為 1 , 則 h(1) 與 h(2) 的 乘 積 為



[100 數乙]

2-37

學測複習教材系列

第二單元 多項式

3.設 a, b 均為正整數,而方程式 x 2 − ax + 15 = 0 與 x 2 − bx + 3b − 1 = 0 有一共同根,且此共同根為質 數,則 b =



[101 數乙]

Ans: 一、單選題

1. 5

2. 4

3. 2

二、多選題

1. 125

2. 34

3. 145

4. 1345

5. 124

三、填充題

1. (-4,12)

2. 48

3. 12

2-38

6. 14

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

第三單元 方程式與不等式 主題一:根的判別 1. 設方程式 ax 2 + bx + c = 0 ,其中 a ≠ 0 ,則(公式解)根: x =

−b ± b 2 − 4ac 2a

2. 根的判別式 D = b 2 − 4ac (1) D > 0 ⇔ 兩相異實根 (2) D = 0 ⇔ 兩相等實根 (3) D < 0 ⇔ 兩共軛虛根 (4) 兩實根 ⇔ D ≥ 0

(可能相異或相等)

(5) 兩相異有理根 ⇔ D > 0 且 D 為完全平方式 (雙判別式法) (6) 兩相等有理根 ⇔ D = 0 3. 根的認知: (1) 根與係數 (2) 根的反代 (3) 根與係數

共軛原理 虛係數方程式有理根的處理

(4) 根的檢驗(有理一次因式檢驗法) --------------等式問題---------------(5) 根的判別 (6) 根的正負 (7) 勘根定理 -------------範圍問題------------------

※ 精選範例 ※

3-1

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

範例 1

.解方程式.

解方程式: 2 x 2 − 6 x − 5 x 2 − 3x − 1 = 5 Ans: x = −2 或 x = 5 《建豪小叮嚀》逢高次方程式





D

I

1.利用"置換法"解方程式 ......須注意是否有範圍限制 2.利用"檢驗法"做根的檢驗

Y

1. 解方程式: ( x 2 − 3 x) 2 − 2( x 2 − 3 x) − 8 = 0

2. 解方程式

3 2 x 2 − 10 x + 3 1 − = 2( x 2 − 5 x + 3) 5 5

3. 設 x, k ∈ Z 且 2 x 2 + (3 + 2 3) x − (5 − k 3) = 0 ,則 k =



4.小豪哥向銀行借款 10000 元,一年後還部分本息 6000 元,第二年還清本息 5500 元,則借 款之利率為

%。

3-2

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

5.若 a 與 a + 2 為異號的兩實數,且均為方程式 x 2 + x + 3k = 0 的解,則 k =



6.一正方形之邊長為 4,今截去四個角使成正八邊形,試求此正八邊形的 。

(1)邊長為

Ans:1. −1 , 1 , 2 , 4 6.(1) 4 2 − 4



(2)面積為

2.

5± 7 5 ± 23 , 2 2

3. -2

4. 10

5. −

2 3

(2) 32 2 − 32

範例 2

.根為有理根.

設 m ∈ Q 且方程式 x 2 + 4 x + 3m 2 − 2m + 4k = 0 之根為有理根,則有理數 k =? Ans: k =

《建豪小叮嚀》若 a, b, c ∈ Q , a ≠ 0 , ax 2 + bx + c = 0 之根為「有理根」 即 D = b 2 − 4ac 為完全平方式  利用雙判別式法解題 [說明] x =

−b ± b 2 − 4ac → 則 D1 = b2 − 4ac 2a 展開  → D1 = Pm 2 + Qm + R 為”完全平方式”

→ D2 = Q 2 − 4 PR = 0 必成立。

3-3

13 12

學測複習教材系列





第三單元 方程式與不等式

I

D

Y

1. 若不論 m 為任何異於零之有理數, mx 2 + ( m + 1) x + n = 0 之根恆為有理數,試求



n=

2.有理係數二次方程式,不論 m 為何數, kx 2 + ( m + 3) x + m = 0 的兩根恆為相異有理根,則 k

之範圍為

Ans:1. 0,1



2. 0 < k ≤ 3

主題二:根的性質判別…根的正負 1. 設 a 、b 、 c ∈ R ,ax 2 + bx + c = 0 之兩根為 α 、β ,判別式為 D 1 D≥0 (1) 二正根  ○

2 α +β >0 ○

3 α ⋅β > 0 ○

1 D≥0 (2) 二負根  ○

2 α +β 0 ○

1 D>0 (3) 一正根一負根  ○

2 α ⋅β < 0 ○

1 D≥0 (4) 兩根皆大於 k  ○

2 (α − k ) + ( β − k ) > 0 ○

3 (α − k ) ⋅ ( β − k ) > 0 ○

1 D≥0 (5) 兩根皆小於 k  ○

2 (α − k ) + ( β − k ) < 0 ○

3 (α − k ) ⋅ ( β − k ) > 0 ○

2 (α − k ) ⋅ ( β − k ) < 0 ○

1 D>0 (6) 一根大於 k,一根小於 k  ○

2. 根的處理: ax 2 + bx + c = 0 兩根為 α 、β (1) 根與係數: −b  α + β = a  α ⋅ β = c  a (2) 根的反代: aα 2 + bα + c = a β 2 + bβ + c = 0 必成立

※ 精選範例 ※ 3-4

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

範例 3

.根與係數.

設 α 、β 為 2 x 2 − 3 x + 4 = 0 之兩根,試求下列各式之值: (1) α 2 + β 2 =



(2)

β3 α3 + = α β

。 Ans:(1) −

7 4

(2) −

79 32

[補] α 、β 為 x 2 − 5 x + 5 = 0 之兩 根,求 (α 2 − 5α )( β 2 − 5β ) 與 (α 3 − 5α 2 + 6α + 2)( β 3 − 5β 2 + 6 β + 2) 之值。





D

I

Y

 a + b = −7  1.設  1 1 , a, b ∈ R , + = − 1  a b (1)求以 a ,b 為兩根之二次整係數之方程式

(2) ( a + b ) 2 =

2.已知 x 2 − 5 x − 3 = 0 兩根為 α 、β ,求以 α 2 + β 、 α +β 2 為根之方程式?

3-5



學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

3.若 m ∈ Z ,且 x 2 + (m − 3) x + (m + 1) = 0 之兩根為整數,則 m =



強迫因式分解 V.S.整數解的討論 (1) 設兩根為 α 、β ,且 α , β ∈ Z α + β = − m + 3 (根與係數)  上 +下 αβ = m + 1  α + β + αβ = 4  (α + 1)( β + 1) = 5 (2)

-1 -5 α +1 1 5 β +1 -5 -1 5 1  (α , β ) = (0, 4) , (4, 0) , ( −2, −6) , ( −6, −2) 再由(1)下式知, m = −1 或 11

4.設 a ∈ R ,且方程式 3 x 2 + (a + i ) x + 2i − 6 = 0 有實根,則 a =



虛係數方程式有實根,令實根為 β ,代 x = β 入方程式(根的反代),整理 為 A + Bi = 0( A, B ∈ R ) ,再利用複數

A + Bi = 0 知 A = B = 0 性質解題。 ※若有純虛根,則令 x = β i 反代

Ans:1.(1) x 2 + 7 x + 7 − = 0

(2) −7 − 2 7

2. x 2 − 36 x + 176 = 0

3. −1 或 11

範例 4

4. 3

.根的正負.

已知 x 4 + (m − 5) x 2 + (m + 3) = 0 有四個相異實根,則 m 之範圍為

。 Ans: −3 < m < 1

《建豪小叮嚀》 am 4 + bm 2 + c = 0 有四個相異實根 置換為 令 t = m 2  → at 2 + bt + c = 0 有兩相異正根

3-6

學測複習教材系列





D

第三單元 方程式與不等式

I

Y

1 兩正根 1.(1)試求 k 之範圍, x 2 + (k + 2) x + (k + 5) = 0 之兩根為○

2 兩根異號 ○

(2)設 k 為實數,二次方程式 (k + 3) x 2 − 4 x + k = 0 有兩實根,則 k 有幾個整數解。

2.設 3 介於 (k + 2) x 2 − 4kx − 1 = 0 兩根之間,求 k 之範圍為



題意:3 介於 (k + 2) x 2 − 4kx − 1 = 0 兩根之 間,表:α − 3 、β − 3 為一正根一負根。

3.設 k 為一整數,若方程式 kx 2 + 7 x + 1 = 0 有兩相異實根且兩根的乘積介於 k=

5 6 與 之間,則 71 71



1 −5 ≤ k ≤ −4 Ans:1.(1)○

2 k < −5 ○

(2) 5

3-7

2. k >

17 或 k < −2 3

3. 12

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

主題三:方程式論 1. 根與係數的關係: b  α +β =−   a (1) α 、β 為 ax 2 + bx + c = 0 之兩根   α ⋅ β = c  a

−b  α + β + γ = a  c  3 2 (2) α 、β 、γ 為 ax + bx + cx + d = 0 之三根  αβ + βγ + γα = a  −d  αβγ = a  2. 根的成雙: (1) 實係數方程式有虛根 a + bi ,則必存在另一根為 a − bi 。 (虛根共軛) (2) 有理係數方程式有無理根 a + b c ,則必存在另一根 a − b c 。 (無理根共軛) [注意] 有理係數方程式,虛根亦會共軛

3. 勘根定理: 已知 f ( x ) = 0 為 n 次方程式,若 a < b ,且 f ( a ) ⋅ f (b) < 0 ,則方程式 f ( x ) = 0 至少存有一根 在 a , b 之間。



※ 精選範例 ※

3-8

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

範例 5

.根與求值公式.

設 α 、β 、γ 為方程式 2 x 3 + x 2 − 4 x + 1 = 0 之三根,則:

(1) α 2 + β 2 + γ 2 =



(2) α 3 + β 3 + γ 3 =



Ans:(1) 《建豪小叮嚀》(1) a 2 + b 2 + c 2 = (a + b + c) 2 − 2(ab + bc + ca )

(2) a 3 + b3 + c 3 = (a + b + c)[a 2 + b 2 + c 2 − (ab + bc + ca )] + 3abc





D

I

Y

 x + y + z = 15  1.解  xy + yz + zx = 71 ,且 x < y < z ,則( x, y, z ) =  xyz = 105 

4α 3 − 2α + 1 = 0  2.若 4β 3 − 2 β + 1 = 0 ,則 (α + β − 3γ )(α + γ − 3β )( β + γ − 3α ) = 4γ 3 − 2γ + 1 = 0 

3-9





17 4

(2)

−37 8

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

3.設 α 、β 是方程式 x 2 + 3 x + 1 = 0 之兩根,則 (α 2 + 5α + 1)( β 2 − 4 β + 1) =

 xy + x + y = −5 ,則 x + y = 4.解聯立方城組:  2 2 + + = 7 x xy y 



5.若 m > 0 ,且 mx 2 + (3m − 5) x − 24 = 0 之兩根的絕 對值比為 3:2,則 m =



題意:由根與係數關係知兩根為一正根 一負根,可假設兩根為 3α 、 − 2α



6.設方程式 x 2 + (4t − 2) x + 3t 2 + 5 = 0 之一根為另一根之兩倍,求 t =

Ans:1. ( x, y , z ) = (3,5, 7) m=

3. -14

2. 16

25 −18 12 時x= 或 9 5 5

6.

4. 1 或-2



5. m = 1 時 x = 6 或 − 4 ;

37 或 −1 5

範例 6

.高次方程式.

解下列方程式:

(1)解 x ( x − 1)( x − 2)( x − 3) − 360 = 0

(配對置換法)

(2)解 x 4 − 10 x 3 + 26 x 2 − 10 x + 1 = 0

(遍除中項、倒數方程式、置換法)

x2 + 2 x2 + 4x + 1 5 (3)解 2 + = 所得的所有實根中,最大者為 x + 4x +1 x2 + 2 2 Ans:(1) -3,6

3-10



(2) 2 ± 3 ; 3 ± 2 2

(3) 3

學測複習教材系列





D

第三單元 方程式與不等式

I

Y

1. 解方程式: 6 x 4 − 25 x 3 + 12 x 2 + 25 x + 6 = 0

1 1 2. 方程式 6( x + ) 2 + 7( x − ) − 48 = 0 x x

Ans:1. 2 , −

1 1 , 3, − 2 3

2. 2 , − 3 ,

3-11

−1 1 , 2 3

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

範例 7

.數列根.

若方程式 x 3 + 3 x 2 + kx − 8 = 0 三根成等比,求 k 之值為



Ans: k = −6





D

I

Y

1.若方程式 x 3 − 3 x 2 + 4 x + k = 0 的三根成等差數列,則 k =



2.已知 a 、b 是實數,且多項方程式 x 3 − ax 2 + 26 x − b = 0 的根是三個連續的整數,是求數對 ( a, b) =



3. f ( x) = x 3 + 3 x 2 + mx − n , g ( x) = x3 + (2 − m) x 2 − (n + 3) x + 8 ,若 f ( x ) = 0 之三根成等差,且 g ( x ) = 0 之三根成等比,則數對 ( m, n) =

Ans:1. -2

2. (9,24)或(-9,-24)



3. (3,-1)

3-12

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

範例 8

.根的共軛.

設 a 、b 是實數, a ≠ 0 ,若方程式 ax 3 + x 2 + bx + 1 = 0 之一根為 2 + 2i ,則 a + b =?

Ans:





D

I

−17 8

Y

1. 設 1 − i 為 x 2 + ax + 3 − i = 0 的一根,則 a 的值為

(A) -3

(B) -2

(C) -1-i

(D) 2

[大學指考]

(E) 3

2. 設 f ( x) = 3 x 3 − 14 x 2 + cx − 31,c 為某一整數,若 f (2 + 3i ) = 1 − 9i ,求 f (2 − 3i ) =

3. x 4 + 3 x 3 + 4 x 2 − x − 15 = 0 有一複數根 −1 + 2i ,求此方程式之實根為

4. 設 a, b ∈ Q ,若 2 + 3 為 x 4 + ax 3 + 10 x 2 + bx + 5 = 0 之一根,則數對 (a, b) =

3-13







學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

5. 設 f ( x) 為整係數三次多項式,且 f (1 − 2i ) = 0 , f (2 − i ) = 1 − 2i ,則下列敘述何者正確?(多 選)

(A) 1+2i 為 f ( x) 的一根

(B) f (2 + i) = 1 + 2i

(D) 函數 y = f ( x) 與 x 軸沒有交點

(C) f ( x) 沒有整係數二次因式

(E) f ( x) = 0 必有一個有理根

6. 已知實係數多項式 f ( x) 與 g ( x) = x 3 + x 2 − 2 有次數大於 0 的公因式。試問下列哪些選項是正 確的?(多選)

[大學學測]

(A) g ( x) = 0 恰有一實根 (B) f ( x) =0 必有實根 (C) 若 f ( x) =0 與 g ( x) = 0 有共同實根,則此實根必為 1 (D) 若 f ( x) =0 與 g ( x) = 0 有共同實根,則 f ( x) 與 g ( x) 的最高公因式為一次式 (E) 若 f ( x) =0 與 g ( x) = 0 沒有共同實根,則 f ( x) 與 g ( x) 的最高公因式為二次式

7. 設 f ( x) = x 4 − 5 x 3 + x 2 + ax + b 為實係數多項式,且知 f (i ) = 0 (其中 i = −1 )。請問下列哪些 選項是多項式方程式 f ( x) = 0 的根?(多選)

(A) −i

(B) 0

(C) 1

(D) -5

[大學學測]

(E) 5

8. 設 f ( x) = x( x − 1)( x + 1) ,請問下列哪些選項是正確的? (A) f (

1 )>0 2

(B) f ( x) =2 有整數解

(D) f ( x) =x 有不等於零的有理數解

(C) f ( x) = x 2 + 1

(E) 若 f (a ) = 2 ,則 f (− a ) = 2

3-14

[大學學測]

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

9. 關於多項式 f ( x) = x 4 − 15 ,下列何者為真?(多選) (A) f ( x) =0 在 1 與 2 之間有一實根 (C) f ( x) =0 沒有大於 2 的實根

(B) f ( x) =0 在-2 與-1 之間有一實根

(D) f ( x) =0 沒有小於-2 的實根

(E) f ( x) =0 有四個實根

2. 1 − 9i

Ans:1. (A)

6. (A)(C)(E)

3.

−1 ± 13 2

7. (A)(B)(E)

4. (−5, −21)

8. (C)

5. (A)(B)(E)

9. (A)(B)(C)(D)

範例 9

.勘根定理.

設方程式 4 x 2 + ax + a − 13 = 0 有一根介於 0 與 1 之間,另一根介於 −3 與 −2 間,則 a 之範圍 。



Ans:





D

I

Y

1. 方程式 12 x 3 − 8 x 2 − 23 x + 11 = 0 在下列哪個區間內有實根? (A) (−3, −2)

(B) (−2, −1)

(C) (−1, 0)

(D) (0,1)

3-15

(E) (1, 2)

9 23 5

∴ 虛根乘積0 < γω < 1

(D) 係數和為 4 < f (1) < 5 (E) 實根總和為 5 < α + β < 6

故 (C) 最小

3-17

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

主題四:二次函數知恆正或恆負 二次函數的恆正或恆負: 設二次函數為 y = f ( x) = ax 2 + bx + c ,且 D = b 2 − 4ac (1) a > 0 (1) 恆正:若 ∀x ∈ R ,恆使 y = f ( x) > 0 ⇔  (2) D < 0 (1) a < 0 (2) 恆負:若 ∀x ∈ R ,恆使 y = f ( x) < 0 ⇔  (2) D < 0

※ 精選範例 ※ 範例 12

.二次函數恆正.

(1) 若 x 是實數,且 3 x 2 + 2ax − a ≥ 0 均成立,則 a 的範圍為?

[大學聯考]

(2)設 m 為實數,若二次函數 y = mx 2 + 10 x + m + 6 的圖形在直線 y = 2 的上方,則 m 的範圍為

何? (A) m > 0

[大學學測] (B) m > −2 + 29

(D) −2 − 29 < m < −2 + 29

(C) 0 < m < −2 + 29

(E) m > −2 + 29 或 m < −2 − 29

(3)若 mx 2 + 2 x − 2 ≥ 0 無實數解,求 m 的範圍為

。 Ans:(1) −3 ≤ a ≤ 0

(2) (B)

《建豪小叮嚀》恆正的同義敘述: (1) …不等式 ax 2 + bx + c > 0 之解為任意數… (2) …不等式 ax 2 + bx + c ≤ 0 無解… (3) …拋物線 y = ax 2 + bx + c 圖形恆在 x 軸上方… (4) …拋物線 y = ax 2 + bx + c 圖形恆在 y = mx + n 上方…

以上的題目敘述皆同義於:二次函數 y = f ( x) = ax 2 + bx + c 恆正

3-18

(3) m < −

1 2

學測複習教材系列





第三單元 方程式與不等式

I

D

Y

1.若不等式 x 2 + (k + 1) x + 1 > 0 之解為任意實數,求 k 之範圍為



2.對每一個實數 x,二次函數 f ( x) = (m − 2) x 2 + 2(2m − 3) x + 5m − 6 圖形恆在 x 軸上方,求實數

m 之範圍為



3.在座標平面上, y = x 2 + x + a 圖形與 x 軸不相交,則 a 之範圍為

4.k 為實數, y = kx 2 + k 之圖形在 y = − x 下方,則 k 之範圍為

5. ∀x ∈ R ,不等式



2 x 2 + 2kx + k < 1 恆成立,則實數 k 之範圍為 4 x2 + 6 x + 3

Ans:1. −3 < k < 1

2. m > 3

3. a >

1 4

4. k < −

3-19

1 2



5. 1 < k < 3



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第三單元 方程式與不等式

主題五:一元二次不等式 一元二次不等式:

y = f ( x) = ax 2 + bx + c ,a > 0

y = ax 2 + bx + c

兩根為 α 、β ∈ R ,且 α < β

+

如圖:(1) f ( x) > 0 的解為 x < α 或 x > β

+

α

β

-

(2) f ( x) < 0 的解為 α < x < β

※ 精選範例 ※ 範例 13

.二次不等式.

解不等式:(1) −6 x 2 − x + 2 ≤ 0

(2) x 2 − 4 x + 4 > 0 Ans:(1) x ≤ −





I

D

(3) x 2 + x + 1 > 0 2 1 或x≥ 3 2

(2) x ≠ 2

(3) 任意實數

Y

1. 解不等式: (1) 2 x 2 + 4 x + 1 > 0

(2) x 2 + 6 x + 9 ≥ 0

(3) ( x − 1)( x − 4) < x − 5

(4) 2 ≤ x 2 − 4 x + 6 ≤ 18

Ans:1.(1) x <

−2 − 2 −2 + 2 或x> 2 2

(2) x ∈ R

3-20

(3) 無實數解

(4) −2 ≤ x ≤ 6

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第三單元 方程式與不等式

範例 14

.反考題.

(1)已知二次不等式 ax 2 + bx + 1 > 0 的解為 −

5 2 < x < ,求 (a, b) = 2 5



(2)設 f ( x) 為二次函數,且不等式 f ( x) > 0 之解為 −2 < x < 4,則 f (2 x) < 0 之解為

。 [大學學測]

Ans:(1) (−1, −





D

I

21 ) 10

(2) x < −1 或 x > 2

Y

1.不等式 ax 2 − 5 x + b > 0 的解為 −3 < x <

2.不等式 x 2 − ax + b < 0 的解為 1 < x <

1 ,則數對( a, b ) = 2



3 ,則不等式 2bx 2 − ax − 3 > 0 的解為 2

3.若 f ( x) 為二次函數,且 f (5 − 2 x) > 0 之解為 −4 < x < 5 ,則 f ( x) > 0 之解為?

3-21



學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

4.請問對於下列哪些選項,可以找到實數 a ,使得選項裡面所有的數都滿足一元二次不等式

x 2 + (2 − a ) x − 2a < 0 ?(多選) (A) −1 , 0

整數)

(B) 1,2,3,…(所有的正整數)

(D) 97,2008

(C) −3 , − 4 , − 5 ,…(所有小於 −2 的

(E) −π , π ( π 是圓周率)

5. 邊長為 x , x + 1 , x + 2 的三條線

三線段構成Δ的條件:已知三線段長 a, b, c 先判別出最長線段 c

段圍成一鈍角三角形,求 x 的值。

列出不等式:(1)兩小邊和 > 第三邊 → a + b > c

構成鈍角∆ → c 2 > a 2 + b 2  (2) 構成直角∆ → c 2 = a 2 + b 2 構成銳角∆ → c 2 < a 2 + b 2  6.若多項式函數 y = f ( x) 的圖形如右圖所示,求

f (2 x + 1) ≤ 0 的解為



(3,0)

Ans:1. (−2, 3)

2. x <

−2 3 或x> 3 2

3. −5 < x < 13

(7,0)

4. (A)(D)

5. 1 < x < 3

6. x ≤ 1 或 x ≥ 3

主題六:一元 n 次不等式 高次不等式: y = f ( x) = an x n + an −1 x n −1 + ...... + a1 x + a0 , an > 0 , n 個根為 α1 、α 2 、 ......、 α n ,且 α1 < α 2 < ...... < α n 如圖:(1) f ( x) > 0 的解為 α1 < x < α 2 或…… (2) f ( x) < 0 的解為 x < α1 或……

※ 精選範例 ※ 3-22

-

+

α1 α 2

-

+

-

αn

+

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第三單元 方程式與不等式

範例 15

.高次不等式.

(1) 解不等式 (− x3 − x 2 + 2 x)( x 2 − 2 x − 3) ≤ 0 (2) 解不等式 ( x − 1)12 ( x + 1)13 (4 − x)11 ( x + 3)( x 2 + x + 1) > 0 Ans:(1) −2 ≤ x ≤ −1 或 0 ≤ x ≤ 1 或 x ≥ 3

(2) −1 < x < 4 或 x < −3 但 x ≠ 1

《建豪小叮嚀》高次不等式的簡化技巧: (1) 恆正的二次式( a > 0 且 D < 0 )  刪除 (2) ( x − a )奇  降成 ( x − a )1 (3) ( x − a )偶  可刪除





D

I

有等號  須補根 無等號  須減根

Y

1. 已知多項式 f ( x) = x 4 − 5 x 3 + 3 x 2 + 19 x − 30 有一個複數根 2 + i ,若實數滿足 f (a ) < 0 ,試求 a 的範圍。

2. 關於多項式不等式: x 2 ( x + 5)( x + 1)( x − 4)( x − 7) < (2 x − 3)( x + 5)( x + 1)( x − 4)( x − 7) ,下列哪些 選項是它的一個解? (A) −2π

(B) −π

[大學指考] (C) π

(D) 2π

3-23

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

3. 解不等式:(1) ( x − 2)2 ( x + 1)3 ( x − 1)( x + 2)( x 2 + x + 3) ≥ 0 (2) (2 x 2 + 5 x − 3)(−2 x 2 + x − 1) > 0 (3) −6 x 3 + 13 x 2 − 2 x − 5 ≥ 0

4. 設 y = f ( x) 之圖形如右,則: (1) f ( x) = 0 的解為



(2) f ( x) > 0 的解為



(3) f ( x) < 0 的解為



(4) f ( x) − 0.01 = 0 有

個實根。

(5) f ( x) + 0.01 = 0 有

個實根。

(−2, 0)

(3, 0)

5.已知 ax3 + bx 2 + cx + 6 ≥ 0 的解為 x ≤ 1 或 2 ≤ x ≤ 3 ,求數對 (a, b, c) =

Ans:1. −2 < a < 3

2. (B)(D)

1 5 (4) x ≤ − 或 1 ≤ x ≤ 2 3

3.(1) −2 ≤ x ≤ −1 或 x ≥ 1 4.(1) −2 ,3 , 6

(3) x < −2 或 3 < x < 6 或 x > 6

(4) 2

(2) −2 < x < 3

(5) 4

5. (−1, 6,11)

主題七:分式不等式 1. 分式不等式: 解法:[型一] [型二]

f ( x) >0 g ( x) f ( x) 同義 > 0  → f ( x) ⋅ g ( x) > 0 g ( x) f ( x) 同義 ≥ 0  → f ( x) ⋅ g ( x) ≥ 0 且 g ( x) ≠ 0 g ( x)

※ 精選範例 ※ 3-24

(2) −3 < x <

(6, 0)



1 2

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

範例 16

解不等式:

.分式不等式. x −1 ≤ −1 x + 2x − 3 2

Ans: −4 ≤ x < −3





D

I

1.解下列不等式:(1)

2. y =

Y 2x +1 ≤1 x−3

(2)

2 < x +1 x

x2 − 5x + 6 ,試求滿足 0 < y < 1 之 x 的範圍? x 2 + 5x + 4

0 < y < 1  y ( y − 1) < 0

[大學指考]

3.已知 x ∈ R ,求 f ( x) =

2 x2 − x + 2 之最大值與最小值。 x2 + x + 1

若一元二次方程式 ax 2 + bx + c = 0 有實數解(即 ∀x ∈ R ),則 D = b 2 − 4ac ≥ 0

Ans:1.(1) −4 ≤ x < 3

(2) −2 < x < 0 或 x > 1

3-25

2.

1 < x3 2

3. 5,1

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

主題七:分式不等式 1. 算幾不等式:設 a 、b 為正實數,則

a+b ≥ ab 恆成立。 2

[註] 當 a = b 時,等號恰成立。 2. 推廣:設 a1 , a2 , a3 ,..., an 均為正數,則: a1 + a2 + a3 + ... + an n ≥ a1 ⋅ a2 ⋅ a3 ⋅ ... ⋅ an 恆成立。 n [註] 當 a1 = a2 = a3 = ... = an 時,等號恰成立。

※ 精選範例 ※ 範例 17

.算幾不等式求極值.

1 xy (1)設 x, y ∈ R + ,若 x + 2 y = 12 ,試求下列之最大值:○

2 xy 2 ○

(2)若 x 為實數,且 −2 < x < 3 ,求 (3 − x) 2 (2 + x)3 的最大值為 (3)設 x > 0 ,求

x2 + 5x + 8 的最小值為 x +1



,此時 x = 1 18 Ans:(1)○

《建豪小叮嚀》算幾不等式使用時機: [型一] 已知和(積),欲求積(和)之極值。 [型二] 單一未知數,互為倒數求極值。

3-26

。 2 64 ○

(2) 108

(3) 7,1

學測複習教材系列





D

第三單元 方程式與不等式

I

Y

4 9 1.設 a, b > 0 ,則 (a + )(b + ) 的最小值為 b a



2.已知 a, b, c > 0 , a + b + c = 6 ,求 ab 2 c3 最大值及此時所對應的 a, b, c 之值。

3.若 −3 < x <

3 ,則當 x = 2

4.設 x > 0 ,求

時, ( x + 3)(3 − 2 x) 2 有最大值為

( x + 2)( x + 10) 之最小值為 x +1

,此時 x =





5.有一農夫想用 66 公尺長之竹籬圍成一長方型菜圃,並在其中一 邊正中央留著寬 2 公尺的出入口,如右圖所示,求此農夫所能 圍成菜圃的最大面積為



[大學指考]

2 公尺

6.已知一正數的兩倍與另一正數三倍和為 12,試求此兩正數乘積之最大值,此時兩正數各為 何?

7.設 O 為座標平面上的原點,P 點座標為(2,1);若 A、B 分別是正 x 軸與正 y 軸上的點,使得 PA ⊥ PB ,則 ∆OAB 面積的最大可能值為

3-27



[大學學測]

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

8.下列何者為真? (多選)

(A)

2 +2 ≥ 210 ⋅ 220 2

(C)

10 + 20 > 30

10

20

1 1 ( )10 + ( ) 20 2 ≥ ( 1 )10 ⋅ ( 1 ) 20 (B) 2 2 2 2 (D) log10 + log 20 > log 30

102 + 20 2 10 + 20 2 (E) >( ) 2 2

Ans:1. 25 7.

25 16

2. 108,1,2,3

3 3. − ,54 2

8. (A)(B)(C)(D)(E)

3-28

4. 16,2

5. 289

6. 6,2,3

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

學測停、看、聽 一、 單選題

1 . 請 問 滿 足 絕 對 值 不 等 式 4 x − 12 ≤ 2 x 的 實 數 x 所 形 成 的 區 間,其 長 度 為 下 列 哪 一 個選項? (1) 1 (2) 2 (3) 3 (4) 4 (5) 6

[103 學測]

2 . 已 知 實 係 數 多 項 式 方 程 式 x3 + ax 2 + bx + 8 = 0 的 三 根 相 同,請 問 b 的 值 等 於 下 列 哪 一個選項? (1) 6

(2) 8

( 3 ) 10

( 4 ) 12

( 5 ) 14

[101 數乙]

二、 多選題

1.設 f ( x) = x( x − 1)( x + 1) ,請問下列哪些選項是正確的? (1) f (

1 )>0 2

(2) f ( x) = 2 有整數解 (3) f ( x) = x 2 + 1 有實數解 (4) f ( x) = x 有不等於零的有理數解 (5) 若 f (a ) = 2 ,則 f (−a ) = 2 [100 學測]

3-29

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

2.設 f ( x) = x 4 − 5 x 3 + x 2 + ax + b 為實係數多項式,且知 f (i ) = 0 (其中 i 2 = −1 ) 。請問下列哪些 選項是多項式方程式 f ( x) = 0 的根? ( 1 ) −i

(2) 0

( 4 ) −5

(3) 1

(5) 5

[101 學測]

3 . 設 f ( x ) 為 實 係 數 二 次 多 項 式 , 且 已 知 f (1) > 0 、 f (2) < 0 、 f (3) > 0 。 令 g ( x ) = f ( x ) + ( x − 2)( x − 3) , 請 選 出 正 確 的 選 項 。

(1 ) y = f ( x ) 的 圖 形 是 開 口 向 下 的 拋 物 線 (2 ) y = g ( x ) 的 圖 形 是 開 口 向 下 的 拋 物 線 (3 ) g (1) > f (1) (4 ) g ( x ) = 0 在 1 與 2 之 間 恰 有 一 個 實 根 (5 ) 若 α 為 f ( x ) = 0 的 最 大 實 根 , 則 g (α ) > 0 [103 學測] 4 . 設 f ( x) 是 首 項 係 數 為 1 的 實 係 數 二 次 多 項 式 。 請 選 出 正 確 的 選 項 。 (1 ) 若 f (2) = 0 , 則 x − 2 可 整 除 f ( x )

(2 ) 若 f (2) = 0 , 則 f ( x ) 為 整 係 數 多 項 式

(3 ) 若 f ( 2) = 0 , 則 f (− 2) = 0

(4 ) 若 f (2i ) = 0 , 則 f ( −2i ) = 0

(5 ) 若 f (2i ) = 0 , 則 f ( x ) 為 整 係 數 多 項 式 [104 學測] 5.三 次 實 係 數 多 項 式 f ( x) 滿 足 f (−3) > 0 , f (−2) < 0 , f ( −1) > 0 , f (1) > 0 , f (2) = 0 。 請

選出正確的選項。 (1)

f (0) < 0

(2)

f ( x) = 0 恰 有 一 根 介 於 -3 與 -2 之 間

(3)

f ( x) = 0 恰 有 一 根 介 於 -2 與 0 之 間

(4)

f ( x) = 0 在 0 與 1 之 間 有 根

(5)

f ( x) = 0 在 -3 與 3 之 間 恰 有 三 個 根

[103 數乙]

3-30

學測複習教材系列

第三單元 方程式與不等式

三、 填充題

1. 設 a, b 均為正整數,而方程式 x 2 − ax + 15 = 0 與 x 2 − bx + 3b − 1 = 0 有一共同根,且此共同根為 質數,則 b =

[101 數乙]

Ans: 一、單選題

1. 4

2. 4

二、多選題

1. 3

2. 125

3. 34

4. 145

5. 235

三、填充題

1. 12

3-31

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

第四單元 指數與對數 主題一:指數律 1. 指數律:設 a > 0 ,b > 0 , m, n ∈ R (1) a ⋅ a = a m

n

m+n

( 4) ( a ⋅ b ) = a ⋅ b n

n

am = a m−n n a a an (5) ( ) n = n b b

(2) n

(3) ( a m ) n = a m⋅n m

[常考公式]

n

a m = a n = ( n a )m

2. 指數比大小:(1)設 a > 1 ,若 α > β ⇔ aα > a β (2)設 0 < a < 1 ,若 α > β ⇔ aα < a β

※ 精選範例 ※ 範例 1

1.化簡 (

.指數律的運算.

81 −0.25 4 ) × ( ) −0.5 × (0.25) −1.5 = 16 9

2.若 a > 0 , a ≠ 1 , 7 a ⋅ 4

a 3

a

2



= a x ,則 x=



Ans:1. 8 次方 化為 《建豪小叮嚀》(1) 指(對)數運算中:逢同底數  → (質數底)

32=25 [說明]  4 81=3 化為 視所需 (2) 指(對)數運算中:逢小數  → 分數  → 指數

1 視所需 化為 [說明] 0.25  →  → 2−2 4

4-1

2.

1 12

學測複習教材系列





第四單元 指數與對數

I

D

Y

1 −5 1 ac 2 1.設 a = 3 9 ,b = ( ) 6 ,c = 4 ( ) −3 ,若 = 3x ,則 x = 3 3 b

2.設 a = (0.5)0.5 ,下列哪一選項是正確的? (C) 0.6 ≤ a < 0.7

(D) 0.7 ≤ a < 0.8

3.設 a、b、c 為相異的三有理數, x >

(A) a < 0.5



(B) 0.5 ≤ a < 0.6

(E) a ≥ 0.8

1 a a − b c − 0 ,化簡 ( x ) a

b b − ⋅ (x c

1 a ) −b

1 c c − a b ⋅ ( x ) −c

=

4.設 x 為正實數且滿足 x ⋅ 3x = 318 ;若 x 落在連續正整數 k 與 k+1 之間,則 k =



。 [大學學測]

Ans:1.

4 3

2. (D)

3. 1

4. 15

4-2

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

範例 2

.指數的相等.

 x 27 = y 33 y −8 滿足  之數對(x,y)= 2 8 x +6 y = 16 xy

。 Ans:(3,4)

《建豪小叮嚀》(1)分指數: a = a n

m

m n

(2)型式: a f ( x ) = a g ( x ) 且 a ≠ 1  f ( x ) = g ( x )

通則:解題中,逢 xy、x、y 同時存在,則: (1) 強迫因式分解 (2) 遍除 xy 造倒數方程式





I

D

1.設 ( 2)3 x −1 =

Y

4 2 ,則 x = 2x



1 y 2.(1)設 x 27 x−1 = 9 ,且 2 x = ( ) − y ,則 x − y = 8 (2)若 x 729 = 3 y + 2 ,且 2 4 x + 2 y = 8 xy ,則數對 ( x, y ) = y

Ans:1.

6 5

2.(1) 2

(2) (3,2)

4-3

。 。

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

範例 3

.移項求值問題.

若 67 x = 27 、 603 y = 81 ,則

3 4 − = x y

。 Ans: −2





D

I

Y

3 4 1.(1)設 67 x = 27 ,a y = 81 ,且 + = −1 ,則 a 為 x y 2 3 (2)已知 23x = 4 , 184 y = 8 ,則 − 之值為 x y

2.設 a = 2 x = 3 y = 5 z ,且

Ans:1.(1)

1 201

1 1 1 + + = 2 ,則 a = x y z

(2) −3

2.

30

4-4

。 。



學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

範例 4

.公式求值問題. 3

1 2

(1)若 a + a



1 2



3

a2 + a 2 +5 = 2 ,則 2 = a + a −2 + 1



(2)若 x 2 − 3 x − 1 = 0 ,則 ( x 3 − x −3 ) −1 + ( x + x −1 ) −2 之值為

。 Ans:(1)

《建豪小叮嚀》代數求值公式 V.S.指數、對數、三角、方式論、…… 已知 a + b 與 ab 之值,欲求:

(

(1) a 2 + b 2 = (a + b ) − 2ab  a 4 + b 4 = a 2 + b 2 2

(

)

2

− 2a 2b 2

)(

(2) a 2 − b 2 = (a + b )(a − b )  a 4 − b 4 = a 2 + b 2 a 2 − b 2 (3) (a + b ) = (a − b ) + 4ab 2

2

)

(a − b )2 = (a + b )2 − 4ab

(

)

(

)

(

)

(

)

(4) a 3 + b 3 = (a + b ) − 3ab(a + b )  a 6 + b 6 = a 2 + b 2 − 3a 2b 2 a 2 + b 2 3

3

(5) a 3 − b 3 = (a − b ) + 3ab(a − b )  a 6 − b 6 = a 2 − b 2 + 3a 2b 2 a 2 − b 2 3

(2)

x 2 − 3x − 1 0 1 =  x −3− = 0 x x x

4-5

3

7 3

(2)

5 36

學測複習教材系列





1.設 x + x

−1

2.已知 x −

第四單元 指數與對數

I

D

Y

−2 2

−1 2

1 6

= 31 ,則 [( x + x ) − 4( x + x ) + 12] = 2

1

1 2 3 1 = 1 ,則 x 3 − 3 x 2 + 2 x − 3 − − 2 − 3 = x x x x

Ans:1. 3



2. −6

範例 5

.化簡求值問題.

(1)設 a 2 x = 2 + 1 ,則 (2)設 f ( x) =



a 3 x + a −3 x = a x + a −x



2x + 2−x ,則 f ( a ) = 2, f (b) = 3 ,則 f ( a + b) = 2 x − 2−x

。 Ans:1. 2 2 − 1

2.

《建豪小叮嚀》(1)指數式求值---之偶求奇  解法:補乘一數,化奇為偶。 2 x + 2− x 2 x + 2− x 2 2 x + 1 (2)條件: f ( x ) = x 之相關問題  簡化 f ( x ) = x = 後, 2 − 2− x 2 − 2− x 2 2 x − 1

再行處理。(同類項的認知) 2 x + 2− x 求值問題的速解 2 x − 2− x 1 + f ( a ) f (b) 1 − f ( a ) f (b) 1 f ( a + b) = 2 f (a − b) = 性質○ ;性質○ f ( a ) + f (b) f ( a ) − f (b)

(3)有關條件: f ( x ) =

4-6

7 5

學測複習教材系列





第四單元 指數與對數

I

D

Y

1.已知 a 4 x = 3 + 2 2 ,則

2.設 f ( x ) =

a 6 x + a −6 x 之值為 a 2 x + a −2 x



3x + 3− x ,x ≠ 0 ,若 f ( a ) = 7 ,f (b) = 6 ,則 f ( a − b) = 3x − 3− x

3.設 a > 0 , a 2 x = 3 ,則

Ans:1. 2 2 − 1

a 4 x − a −4 x 之值為 a x − a− x

2. −41

3.





40 3 9

範例 6

.極值問題.

設 f ( x ) = 2 2 x + 2 -2 x + 5(2 x + 2 -x ) + 3, x ∈ R ,求 f (x ) 的最小值,以及對應的 x 值。 Ans: 15,0

《建豪小叮嚀》(1)二次函數的極值(x 有限制): 極值發生於: −b  (1) x = 2a (若不在限制範圍內,則不考慮 )  → 代入函數比較大小! (2) x = 範圍左端點 (3) x = 範圍右端點   (2) 2 x + 2− x 的範圍  算術平均數 ≥ 幾何平均數



2 x + 2− x ≥ 2 x ⋅ 2− x  2 x + 2 − x ≥ 2 (最小值) 2

4-7

a+b ≥ ab 2

學測複習教材系列





D

第四單元 指數與對數

I

Y

1.設 −2 ≤ x ≤ 2 ,且若 x = x0 時, f ( x) = 9 x − 3x +1 有最大值 M,則 x0 =

2.設 f ( x ) = 4 x − 32 ⋅ 2 x −1 + 50 ,則 x =

;M =

時, f ( x ) 有最小值為





3.設 x 為實數, f ( x ) = 3(4 x + 4− x ) − 10(2 x + 2− x ) ,令 t = 2 x + 2 − x ,則: (1)試以 t 表 f ( x ) ,得 f ( x ) = (2) x =

Ans:1. 2;54



時, f ( x ) 有最小值為

2. 3; −14



3.(1) 3t 2 − 10t − 6

(2) 0; −14

範例 7

.指數大小比較.

(1) 試比較下列三數的大小: 3 、 4 27 、 33 3 。 (2)試比較下列三數的大小: 2 、 3 3 、 5 5 。

[同底型] [間接比較型]

Ans:(1)

4-8

4

27 > 33 3 > 3

(2)

3

3> 2>55

學測複習教材系列





第四單元 指數與對數

I

D

Y 1 4

3

1 6

1.試將四個數 2 , 4 , 8 , 16 依大小順序排列之

2. a =

4

1 1 1 , b = 3 , c = 5 比較 a ,b ,c 的大小順序為 2 3 5

3.比較 a = 3 5 , b = 4 125 , c = 5 3 5 , d = 6 24 的大小,得

1

Ans:1.

4

1

8 > 16 6 > 4 4 > 3 2

2. c > a > b

3. b > c > a > d

4-9







學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

主題二:指數函數、方程式、不等式 指數函數的圖形:設 y = f ( x ) = a x

( a > 0 , a ≠ 1)

1.圖形:(1) a > 1 時

(2) 0 < a < 1 時

1 a > 1 時,圖形嚴格遞增。 2.特性:(1)○ 2 0 < a < 1 時,圖形嚴格遞減。 ○

(2)圖形恆過(0,1)。 (3)圖形恆在 x 軸上方。 [指數恆正] (4)圖形以 x 軸為漸近線。 [補充 1] 請畫出 y = 2 x − 2 + 3 的圖形

※ 精選範例 ※

4-10

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

範例 8

.指數函數.

(1)設 f ( x ) 不為常數函數,且滿足 f ( x + y ) = f ( x ) ⋅ f ( y ) ,若 f (1) = 4 ,f ( −2) =



(2) 將 y = 3x 的圖形沿著 x 軸方向移動 −2 單位, y 軸方向移動 5 單位後的圖形方程式



。 Ans:(1)

1 16

(2) y = 3x + 2 + 5

《建豪小叮嚀》函數的性質特徵:  f ( x + y ) = f ( x) × f ( y ) 指數函數性質的唯一性  有一非常數函數滿足   f ( x − y ) = f ( x) ÷ f ( y ) 則可令此函數 f ( x ) = a x





D

I

Y

1.設 y = f ( x) = a x ,y = g ( x ) = a − x (但 a > 0 ),則下列何者為真?(多選)

過(0,1)

(B) f 與 g 之圖形有同一漸近線

之圖形以 y 軸為漸進線

(A) f 與 g 之圖形均

(C) f 與 g 之圖形有兩個交點

(E) f ( x) ⋅ g ( x ) = 1

Ans:1. (A)(B)(D)(E)

4-11

(D) f 與 g

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

專題討論:方程式 f(x)=g(x)解的個數__圖解法 考題:欲求方程式 f ( x ) = g ( x) 解的個數。 分析:(1)此題無法以代數解題。 (2)型式: f ( x ) = g ( x) 中 f ( x ) 通常為指數、對數、三角、絕對值函數。 g ( x ) 通常為線型函數。(尤以水平線為最佳)。

解法:將求方程式 f ( x ) = g ( x)

 y = f ( x) 拆成  聯立  以作圖找交點個數。  y = g ( x)

觀念:解析圖形之交點個數 = 方程式聯立的解

※ 精選範例 ※ 範例 9 方程式 2

.圖形交點的應用. −x

= x2 有

個解?是說明理由? Ans: 2





D

I

Y

1.試問 y = 2 x 與 y = x 2 兩圖形有

個交點。

2.方程式 2 − x = x 2 有幾個解?

Ans:1. 3

2. 3

4-12

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

專題討論:指數方程式的解 型一:同底型 考題:欲求方程式 a f ( x ) = a g ( x ) 的解。 分析:(1)底數 a 為不是 1 的常數。 解法:Step1:化為同底

Step2:指數部分相等

Step3:解 x

(2)底數 a 為未知之文字 x。

解法:討論未知之文字 x 之值為 1 與不為 1 型二:置換型 化為 → 底數或係數。(造相同物以便置換) 通則:解題中逢指數部分存在常數 

n +3 n 3 n 3 = 3 ⋅ 3 = 27 ⋅ 3 ; 32 n +3 = 27 ⋅ 9n 說明:  2 n 2 n n 3 = (3 ) = 9

解法:Step1:令相同物為 A、B

Step2:解 A、B

Step3:解 x

※ 精選範例 ※ 範例 10

.指數方程式—同底型.

(1) 解方程式 ( 3) 2 x −3 = (2)解方程式 x

x

9 3 。 3x

= ( x )x 。 Ans:(1) 2

4-13

(2) 1 或 4

學測複習教材系列



1.(1) x x



x

第四單元 指數與對數

I

D

Y

= ( x x ) x 且 x > 0 之解 x =



(2)設 x ∈ R , x x = x 4 ,則 x = 2

2.設 ( 2)3 x −1 =



4 2 ,則 x = 2x



3.函數 y = 4 x 與 y = 23 x + 2 的圖形之交點座標為

4.已知某放射元素在 64000 年後”衰變”了

Ans:1.(1) 1 或

9 4

(2) 1 或 ±2

2.

6 5



[大學學測]

15 ,則其半衰期為 16

3. ( −2,

範例 11

1 ) 16



4. 16000

.指數方程式—置換型.

解方程式 22 x +1 − 33 ⋅ 2 x − 2 + 1 = 0 。 Ans: −3 或 2

4-14

學測複習教材系列





第四單元 指數與對數

I

D

x+

1 2

Y

+ 31 ⋅ 2 x − 2 − 1 = 0 ,得 x =



(2)解方程式 32 x −1 − 84 ⋅ 3x −3 + 1 = 0 ,得 x =



1.(1)解方程式 4

Ans:1. −3

2. −1 ,2

範例 12

.指數方程式—置換型.

解方程式 6 x − 4 ⋅ 3x − 3 ⋅ 2 x + 12 = 0 。 Ans: 1 或 2





D

I

Y

x y +1 2 + 2 = 72 1.  x + y −3 ,得(x,y) = = 32 2



2.若 4 x − 4 y = 48 ,且 2 x + y = 32 ,則 x =

;y =

4-15



學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

1 3.若 2 x + 3 y = 8 , 2 x +1 + ⋅ 3 y = 5 ,則 5 ⋅ 3 y − 5 ⋅ 2 x = 3

4.方程式 2 2 x − 32 y = 55 的正整數解(x,y) =

Ans:1. (6,2)或(3,5)

2. 3;2

3. 26





4. (3,1)

範例 13

.指數方程式—置換型.

解方程式 2(4 x + 4− x ) − 3(2 x + 2− x ) − 1 = 0 。

Ans: ±1





D

I

Y

1. 3(9 x + 9− x ) − 16(3x + 3− x ) + 26 = 0 之解為 x =



2. 8(4 x + 4 − x ) − 54(2 x + 2− x ) + 101 = 0 之解為 x =

4-16



學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

3.設 64 x + 64− x = 4 x + 4− x ,則 32 x + 16 x + 8 x + 4 x + 2 x 之值為

Ans:1. 0,1 或 −1

2. ±1 , ± 2



3. 5

範例 14

.根與係數的應用.

若 α 、β 為 4 x − 3 ⋅ 2 x+ 2 + 16 = 0 之兩根,求 α + β =



Ans: 4 來自 《建豪小叮嚀》指數方程式之兩根之和  → 置換後方程式兩根之積指數部分。





D

I

Y

1.若 α 、β 為 9 x +3 − 23 ⋅ 3x + 2 + 1 = 0 之兩根,求 α + β =

Ans:1. −6

4-17



學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

專題討論:指數不等式的解---同底型 考題:欲求方程式 a f ( x ) ≥ a g ( x ) 的解。 分析:(1)底數 a 為不是 1 的常數。 解法:Step1:化為同底 Step2:指數部分 a f ( x ) > a g ( x ) 1 若 a > 1 ,則 f ( x ) > g ( x ) ○ 2 若 0 < a < 1 ,則 f ( x ) < g ( x ) ○

Step3:解 x 的範圍

(2)底數 a 為未知之文字 x。 解法:討論未知之文字 x 之值為 1 與大於 1 與小於 1

※ 精選範例 ※ 範例 15

.指數不等式—同底型.

解不等式 (0.2) x

2

−3 x −1

> 0.008 。 Ans: −1 < x < 4





D

I

Y

1.設 x > 0 ,x ≠ 1 ,不等式 x x

2

−2 x

> x x + 4 之解為

4-18



學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

1 x2 − 5 x 2.不等式 ( ) 2 > 0.125 之解為 4

Ans:1. 0 < x < 1 或 x > 4

2. −



1 < x 0 ,得 x 的範圍為

x 2

2.不等式 2 − 5 ⋅ 2 + 4 > 0 之解為 x

Ans:1. x < −3 或 x > 2





2. x > 4 或 x < 0

4-19

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

主題三:對數律 1. 對數的定義:設 a > 0 ,a ≠ 1 ,當 a x = b 時,可用符號 log a b 稱為以 a 為底 b 的對數, b 叫 做真數。

2. 對數律:設 a, b > 0 , a 、b ≠ 1 ,x, y ∈ R + ,m, n ∈ R 1 log 1 = 0 (1) 基本恆等式:○ a

(2) 指數化係數: log a m x n =

2 log a = 1 ○ a

3 a log a x = x ○

n log a x m

1 log x + log y = log x ⋅ y (3) 對數相加減:○ a a a 2 log x − log y = log ○ a a a

(4) 換底公式: log a x =

x y

log b x log b a

(5) 連鎖律: log a b ⋅ log b c ⋅ log c d = log a d

※ 精選範例 ※ 範例 17

.指對互化.

1 若 log a 81 = 4 , log 8 b = − ,求 a + b = 3



Ans: 《建豪小叮嚀》指對互化: a x = b ⇔ log a b = x

4-20

7 2

學測複習教材系列





第四單元 指數與對數

I

D

Y

1.若 log 3 a = 3 , log b 10 10 = 2

2. log a 3 125 =

Ans:1. (

3 , log 2 2 8 = c ,則 ( a, b, c ) = 2

2 1 , log 8 b = − , log 1 8 = c ,則 ( a, b, c ) = 3 3 16

27 ,10, 2) 8





1 3 2. (5 5, , − ) 2 4

範例 18

.對數定義.

若 log 2 x −3 ( −3 x 2 + 11x − 6) 有意義,求 x 的範圍。 Ans: 《建豪小叮嚀》對數的(強迫)定義域

 y值為任意數  y ∈ R  y = log a f ( x ) 中 真數恆正  f ( x) > 0 底數恆正且不得為1  a > 0 且 a ≠ 1 

4-21

3 < x < 3 ,x ≠ 2 2

學測複習教材系列





D

第四單元 指數與對數

I

Y

1. 設 x,y 為實數 xy ≠ 0 ,則下列何者等號兩端均有意義且相等? (A) log( x 2 y 2 ) = 2 log( xy ) (C) log

(B) log( x 2 y 2 ) = log x 2 + log y 2

x = log x − log y y

(D) log( x 2 + y 2 ) = log x 2 + log y 2

(E) log( x 2 − y 2 ) = log( x + y ) + log( x − y )

2. 對任何實數 x,欲使 log( x 2 + 4 x + a ) 有意義,則實數 a 之範圍為

3.設 a 為整數,若對任意實數 x,使 log( ax 2 + 3ax + a + 2) 有意義,則 a 值為

Ans:1. (B)

2. a > 4

3. 1

專題討論:對數的四則運算 1. 加減法: log a M + log a N = log a M ⋅ N  (1) 公式:  (公式認知:底數相同、係數為 1) M log a M − log a N = log a N

i > log a b = log am b m  (2) 必備技巧:  r ii > r ⋅ log a b = log a b = log a 1r b (3) 實例說明:i > log 2 3 + log 4 5 =

=



i > log 2 3 + log 4 5 =

=



2. 乘法(連鎖律): log a b ⋅ log b c ⋅ log c d = log a d 3. 除法(換底公式): log a x =

log b x log b a

4-22





學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

4. 指對合併公式: (1) 基本公式: a logb c = c logb a (2) 推廣公式: a log a b = b (3) 實例說明:已知 a =

log 2 3 則 25a = log 4 5



5. 對數之同類項的認知: b 與 d 若兩對數 log a b 與 log c d 中,  均為同底數,稱之為 “同類項”。 a 與 c

※ 精選範例 ※ 範例 19

.對數加減運算.

計算下列各式:

2 4 5 (1) log 2 125 − log 2 8 − log 2 = 3 3 4 (2) log 2



1 2 3 127 = + log 2 + log 2 + .... + log 2 2 3 4 128



Ans:(1) 0

4-23

(2) −7

學測複習教材系列





第四單元 指數與對數

I

D

1. 設 (an +1 ) 2 =

Y

1 (an ) 2 ,n 為正整數,且知 an 皆為正。令 bn = log an ,則數列 b1 , b2 , b3 ,... 為 10

(A) 公差為正的等差數列 (D)

(B) 公差為負的等差數列

公比為負的等比數列

(C) 公比為正的等比數列

(E) 既非等差亦非等比的數列

[大學學測]

2. 計算下列各式: (1)

2 log 3

(2) log 2

2

4 125 − log 3

2

8 − log

2

5 = 4

1 + log 5 125 + log 3 9 = 16

(log(log 2) + log(1+

(3) 10

Ans:1. (B)

log5 )) log 2





=

2.(1) 0



(2) 1

(3) 1

範例 20

.連鎖律.

(1)化簡 (log 2 3 + log 4 9)(log 3 4 + log 9 2) = (2)化簡 log 2 (log 3 625) + 3log8 (log 5 9) =

。 。

Ans:(1) 5 《建豪小叮嚀》同類項 逢對數 log a b , log c d ,如果 a ,c 同底; b ,d 同底,則兩者互為同類項

4-24

(2) 3

學測複習教材系列





第四單元 指數與對數

I

D

Y

1. 化簡下列各式: (1) (log 2 3 + log 4 9)(log 3 4 + log 9 2) = (2) log 2 (log 2 49) + log 2 (log 7 2) =

。 。

(3) (log 2 5 + log 0.5 0.2)(log 0.2 2 + log 5 0.5) =

Ans:1.(1) 5

(2) 1



(3) −4

範例 21

化簡 log8 ( 2 + 3 − 2 − 3 ) =

.根號問題.



Ans: 《建豪小叮嚀》解題中,逢共軛數同時出現  平方之,即可得解喔!

4-25

1 6

學測複習教材系列





第四單元 指數與對數

D

I

Y

1. log( 9 + 4 5 + 9 − 4 5 ) − log( 3 + 5 − 3 − 5 ) =

2. log8 (log 2 8 + 4 3 + log 2 8 − 48 ) =

3.試求 log 2 ( 7 + 40 − 7 − 40 ) =

Ans:1.

1 2

2.

1 3

3.







3 2

範例 22 若x=

1 3+ 8

.深入混合題. ,則 log 8 ( x 4 + 4 x 3 + 4 x 2 + 4 x + 3) =



Ans:

4-26

5 6

學測複習教材系列

類 1.設 x =



D

第四單元 指數與對數

I

Y

10 + 2 10 − 2 ,則 log 2 ( x 2 − xy + y 2 ) = ,y = 2 2

2.設 x = 3 4 + 3 2 ,則 log 6 ( x 3 − 6 x) =



3.試化簡 (log 2)3 + (log 5)3 + (log 5)(log 8) =

Ans:1. 2

2. 2





3. 1

範例 23

.換底公式.

若 log 2 3 = a , log 3 7 = b ,則以 a 、b 表示 log 42 56 =



Ans:

3 + ab 1 + a + ab

[補 ] log 2 6 × log 3 6 − (log 2 3 + log 3 2)

4-27

學測複習教材系列





D

第四單元 指數與對數

I

Y

1.設 log 2 5 = a , log 5 7 = b ,試以 a ,b 表 log 28 56 =

2.設 log 2 = a , log 3 = b ,則 102 a +b +1 =





3.設 log 2 3 = a , log 3 7 = b , log 7 11 = c ,則以 a ,b , c 表 log 66 63 =

4.設 log 24 18 = k ,試以 k 表 log 2 3 =

Ans:1.

ab + 3 ab + 2

2. 120

3.

ab + 2a 1 + a + abc



4.

1 − 3k k −2

4-28



學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

主題四:對數函數、方程式、不等式 1. 對數函數:設 a > 0 ,a ≠ 1 ,x > 0 ,函數 y = f ( x) = log a x 稱為以 a 為底的對數函數。 2. 對數函數的圖形:設 y = f ( x) = log a x

( a > 0 ,a ≠ 1 ,x > 0 )

一、圖形:(1) a > 1 時

(2) 0 < a < 1 時

1 a > 1 時,圖形嚴格遞增。 二、特性:(1)○ 2 0 < a < 1 時,圖形嚴格遞減。 ○

(2)圖形恆過(1,0)。 (3)圖形恆在 y 軸上方。 [真數恆正] (4)圖形以 y 軸為漸近線。

※ 精選範例 ※

4-29

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

範例 24

.對數函數.

設一函數 f 為嚴格增函數,且滿足 f (2) = 1 ,對 x、y ∈ R + 恆有 f ( x ⋅ y ) = f ( x ) + f ( y ) , 求 f (8) =



Ans: 3 《建豪小叮嚀》函數的性質特徵:

 f ( x) + f ( y ) = f ( x ⋅ y )  對數函數性質的唯一性  有一非常數函數滿足:  x  f ( x) − f ( y ) = f ( y )  則可令此函數: f ( x) = log a x





D

I

Y

1.某絕對遞增函數 f : R + → R , R + = {x x > 0} ,對任意實數 α , β 滿足 f (αβ ) = f (α ) + f ( β ) , 若 f ( 2) = 1 ,則 f (8) =



4-30

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

2.設函數 f : R + → R , R + 表正實數所成的集合,且 f 滿足: f (αβ ) = f (α ) + f ( β ),若 f (3) = 1 , 1 則 f ( )= 9

Ans:1. 6



2. −2

範例 25

.圖形交點.

方程式 x + log 2 x = 0 共有

個實數解。

Ans: 1





D

I

Y

1.右圖為函數 y = a + log b x 之部分圖形,其中 a 、b 為常數,則下列何者為真? (A) a < 0 ,b > 1

(B) a > 0 ,b > 1

(C) a = 0 ,b > 1

(E) a < 0 , 0 < b < 1

(D) a > 0 , 0 < b < 1 [大學指考]

2. x − 1 = log 2 x 有幾個實數解。

4-31

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

1 3. 方程式 ( ) x = log 1 x 有 4 4

個實數解。

4.設方程式 x − 1 = log 2 x 之實數解有 a 個,x 2 = 2 x 之實數解有 b 個,則 a + b 之值為

Ans:1. (E)

2. 3

3. 1



4. 5

範例 26

.比較大小.

試比較下列各數的大小: a = log 3 0.5 ,b = log 4 0.5 ,c = log 2 5 ,d = log

5

2

Ans: a < b < d < c





D

I

Y

1.若 a = log 2 3 ,b = log 4 3 ,c = 3log3

5

,d = log 1 3 ,則此四數之大小順序為



2

2.已知 log 2 = 0.30103 , log 3 = 0.47712 ,則 2106 與 366 之大小順序為

4-32



學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

3.若 x, y, z 為正數,且 2 x = 3 y = 5 z ,則 2 x , 3 y , 5 z 之大小順序為



4.請問下面哪一個選項是正確的? (A) 37 < 7 3

(B) 510 < 105

(C) 2100 < 1030

(D) log 2 3 = 1.5

(E) log 2 11 < 3.5 [大學學測]

Ans:1. d < b < a < c

2. 2106 > 366

3. 3 y < 2 x < 5 z

專題討論:解方程式、不等式 1.對數方程式: 同底型 log a f ( x) = log a g ( x)

[解法] Step1:左右化為同底 Step2:令真數部分相等 Step3:解出 x

※注意:真數 > 0

置換型 m ⋅ (log a x ) 2 + n ⋅ (log a x ) + l = 0

[解法] Step1:造「相同物」 Step2:令「相同物」為 A,解出 A Step3:再將 A 換回「相同物」,解出 x

2.對數不等式: 同底型 log a f ( x) > log a g ( x)

[解法] Step1:左右化為同底 a > 1  f ( x ) > g ( x ) Step2:真數部分:  0 < a < 1  f ( x) < g ( x) Step3: f ( x ) > 0 ,g ( x ) > 0 Step4:解 Step2、Step3 交集

4-33

4. (E)

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

置換型 m ⋅ (log a x ) 2 + n ⋅ (log a x ) + l > 0

[解法] Step1:造「相同物」 Step2:令「相同物」為 A,解出 A 的範圍 Step3:再將 A 換回相同物,解出 x 的範圍

※ 精選範例 ※ 範例 27

.同底型方程式.

解方程式 log 4 ( x − 1) + 1 = log 2 ( x − 9)

Ans: 17





D

I

Y

1.設 log 2 (log 3 x) + 3log 8 (log 5 9) =2,則 x =



2.方程式 2 log 4 x + log 2 ( x − 2) = 3 之解集合為

Ans:1. 25



2. {4}

4-34

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

範例 28

.置換型方程式.

解方程式(1) (log 2 x ) 2 − log 2 x 3 + 2 = 0 。

(2) 2 log x 8 − 3log 8 x = 1 。

(3) 2log x ⋅ x log 2 − 3 ⋅ x log 2 − 21+ log x + 4 = 0 。 Ans:(1) 2 或 4

(2)

1 或4 8

(3) 1 或 100

《建豪小叮嚀》(1) log x 8 ⋅ log 8 x = 1  互為倒數

(2) x log 2 = 2log x  造出相同物、置換法解 x 值





D

I

Y

1.對數方程式 log 2 x + 2 log x 2 = 3 之兩根為 α , β ,則 α + β =



log x 4 − log y 2 = 2 2.解下列方成組  ,則數對 ( x, y ) = log x 16 + log y 8 = −1



3.設實數 x 滿足 0 < x < 1,且 log x 4 − log 2 x = 1,則 x =



Ans:1. 6

1 2. (4, ) 2

3.

1 4

4-35

[大學學測]

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

範例 29

.降指型方程式.

解方程式 x1+ log3 x = 27 x 3 。

Ans:27 或

1 3

《建豪小叮嚀》指對合併方程式 x1+ log3 x = 27 x 3 解法 Step1:等號兩邊同取對數(底數部分由題目現有者決定)

Step2:利用 log a b r = r ⋅ log a b 造出相同物 Step3:置換法解 x 值。





D

I

Y

1. x1+ log3 x = 27 x 3 的兩根為 α 、β ,則 αβ =



Ans:1. 9

範例 30

.根的轉換.

已知方程式 (log 2 x )(log 3 x) = 1 的兩根為 α 、β ,則 αβ =



Ans:

4-36

1 6

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

《建豪小叮嚀》根的轉換:指(對)數方程式  無法解出 x 正確之值。 來自 → 置換後方程式兩根之積的指數部分。 (1) 指數方程式之兩根之和 

例:已知 9 x + Φ ⋅ 3x + 81 = 0 之兩根為 α , β 則 α + β =



來自 → 置換後方程式兩根之和的真數部分。 (2) 對數方程式之兩根之積 

例:已知 (log 3 x ) 2 − 3 ⋅ log 3 x + Θ = 0 之兩根為 α , β 則 αβ =





I

D

Y

1.設 α , β 為方程式 (log 3 x)(log 5 x ) = 1 的兩根,則 αβ =

2.若 α , β 為方程式 (log 2 x )(log 3 x) − 5 = 0 的兩根,則 αβ =

Ans:1.

1 15

2.







1 6

.算平 ≥ 幾平.

範例 31 log 2 x + log 2 y = 3 ,求:(1) 2x + y 的最小值

(2) 2 x + y 的最小值。 Ans:(1) 8

4-37

(2) 6

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

《建豪小叮嚀》代數極值  不等式

1. 算平 ≥ 幾平 

a+b ≥ ab 2

a, b ∈ R +

2. 柯西不等式  (a 2 + b 2 )(c 2 + d 2 ) ≥ (ac + bd ) 2 3. 二次函數  f ( x) = ax 2 + bx + c

當x=

a, b ∈ R

−b … 2a

4. 判別式  x ∈ R , ax 2 + bx + c = 0 中,存在 D ≥ 0 5. 其他  勘根、根的正負、聯合範圍、代值法、……





D

I

Y

1.設 x > 0 ,y > 0 , x + 2 y = 16 ,則 log 2 x + log 2 y 之最大值為

2.設

1 1 + = 12 ,其中 p 、q 為正數,則 3log 1 p + log 1 q 的最大值為 p 3q 3 3

此時 ( p, q) =

Ans:1. 5



1 1 2. 8; ( , ) 9 9

4-38





學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

範例 32

.同底型.

設 log 2 log 1 log 1 log 5 x 有意義,求 x 之範圍為 3



4

Ans: 4 5 < x < 5





I

D

Y

1. log 1 [log 1 (log 4 x)] 有意義,則 x 的範圍為 2



3

2.若函數 f ( x) = log 4 [log 1 (log 5 x)] 有意義,則 x 之範圍為



3

Ans:1. 1 < x < 4

2. 1 < x < 5

範例 33 試解不等式

.同底型. log x (5 x − 4) > 2 。 Ans:

4 < x < 4, x ≠ 1 5

《建豪小叮嚀》底數與真數同為 x 型: 對數不等式  分 情形一 0 < x < 1

4-39

情形二 x > 1

討論

學測複習教材系列





第四單元 指數與對數

I

D

Y

1.試解不等式 log 1 ( x − 1) > log 1 (2 x − 1) 。 2

4

2.不等式 log ( x −1) ( x + 5) > 2 ,x 的範圍為



3.若 0 < a < 1 時, 2 log a ( x − 5) > log a ( x − 3) 之解集合為

Ans:1. 1 < x < 2 + 2

2. 2 < x < 4



3. {x 5 < x < 7}

範例 34

.置換型.

解不等式 (log 2 x − 3)(log 1 x + 4) > 0 。 2

Ans: 8 < x < 16

4-40

學測複習教材系列





第四單元 指數與對數

I

D

1.解不等式 x log x >

Y

1000 ,得 x 之範圍為 x2



2.解 2(log 1 x) 2 + 9 log 1 x + 9 ≤ 0 ,得 x 之範圍為 2



2

Ans:1. x > 10或0 < x <

1 1000

2. 2 2 ≤ x ≤ 8

主題五:首數與尾數 1. 首數與尾數:若正實數 a = b ⋅10 n (其中 n 為整數, 1 ≤ b < 10 )可得 log a = n + log b ,其中 n ∈ Z , 0 ≤ log b < 1 。

則稱:n 為 log a 的首數; log b 為 log a 的尾數。

2. 首數性質: (1) 若 a > 1 且 log a = n + log b ,則 a 為 n + 1 位數。 (2) 若 0 < a < 1 且 log a = n + log b ,則 a 在小數點後第 n 位始不為 0。

4-41

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

※ 精選範例 ※ 範例 35

.首數應用.

2 若 log 2 = 0.3010 ,則 ( ) 20 在小數點後第 5

位開始不出現為 0 的數字。

Ans: 8 《建豪小叮嚀》條件 log 2 = 0.3010 , log 3 = 0.4771 的認知

log 4 = log 5 = log 6 = log 8 =





D

I

Y

1.已知 47100 為 168 位數,則

1 在小數點以下第 4717

2.已知 7100 與 11100 各為 85 與 105 位數,則 77 20 為

位始出現不為 0 的數字。

位數。

5 3.設 log 2 = 0.3010 ,若 4000 < ( ) n < 10000 ,合於此條件的自然數 n 為 2

4-42



學測複習教材系列

Ans:1. 29

第四單元 指數與對數

2. 38

3. 10

專題討論:數字 A 的位數、最高位、個位數字 考題:有一數字 A、欲求其位數、最高位數字、個位數字。 解法:Step1:計算 log A = n + log b ,其中 n ∈ Z , 0 ≤ log b < 1 。

Step2:首數為 n  位數為 n + 1 位。 Step3:尾數為 log b  若 log k < log b < log( k + 1) ,最高位之數字為 k。 Step4:個位數字  利用次方展開之循環性求解。

7100 × 320 實例:設 x = ,則:(1) x 的整數部分位數為 2300 (2) x 的首位數字為 詳解: log x = log

。 。

7100 × 320 = 100 log 7 + 20 log 3 − 300 log 2 2300

= 100 × 0.8451 + 20 × 0.4771 − 300 × 0.3010 = 3.752 = 3 + 0.752 (1) log x 的首數 = 3  x 的整數部分的位數= 4 (2) log x 的尾數 = 0.752 ∵ log 5 = log

10 = 1 − log 2 = 0.699 ; log 6 = log 2 + log 3 = 0.7781 2

 0.6990 < 0.752 < 0.7781  log 5 < log x的尾數 < log 6  x 的首位數字為 5

※ 精選範例 ※ 範例 36 等比級數 1 + 3 + 9 + ...... + 399 的和是

.首數、尾數應用. 位數,最高位數字為



Ans:48,2

4-43

學測複習教材系列





第四單元 指數與對數

I

D

Y

1. 阿習鼓勵丁哥參選總統,若當選總統,則丁哥第一天可得 1 元,第二天可得 3 元,第三天 可得 9 元,……,每天為前一天的 3 倍增加,為期 100 天,丁哥共可得 S 元,則:

(1)S 為

位正整數。

(2)S 的最高位數字為



2. 設 3200 為 n 位數,其個位數字為 a ,最高位數字為 b ,則數對( a, b, n )=

3. 已知 log 2 = 0.3010 , log 3 = 0.4771 , log 7 = 0.8451 ,則 7 20 + 524 是



位數。

4. 若正實數 x,y 滿足 log10 x = 2.8 , log10 y = 5.6 ,則 log( x 2 + y ) 最接近下列哪一個選項的值? (A) 2.8

(B) 5.6

Ans:1.(1) 48

(2) 2

(C) 5.9

(D) 8.4

2. (1,2,96)

(E) 11.2

3. 18

4. (C)

4-44

[大學學測]

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

範例 37

.尾數問題.

設 10 < x < 100 ,若 log x2 與 log

1 之尾數相同,試求 x。 x 4

5

Ans: 10 3 、10 3 《建豪小叮嚀》由尾數關係求原數:[型一] 尾數相同→相減後為整數

[型二] 尾數和為 1→相加後為整數





I

D

Y

1.設 10 ≤ x < 100 ,若 log x 3 與 log

1 之尾數相同,試求 x。 x

2.設 1 < x < 10 ,若 log x 2 與 log x 之尾數和為 1,試求 x。

5

3

7

Ans:1. 10,10 4 ,10 2 ,10 4

2

4

2. 10 5 、10 5

4-45

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

範例 38

.複利問題.

已知 log2=0.3010,log53=1.7243,本金 500 元,若依年利率 6%,每年複利一次計算,則至 少需

年,本利和始達到 1000 元。

Ans: 12 《建豪小叮嚀》計息問題:1.單利計息:本利和 = 本金*(1+期利率*期數)

2.複利計息:本利和 = 本金*(1+期利率)





D

I

期數

Y

1. 某人向銀行借款 100 萬,月利率 0.6%,每月複利計算,滿一個月後,每月償還銀行相同的 金額,言明 10 年還清本息,則每個月應還給銀行



( log1.006 = 0.0025 , log1.995 = 0.3 )

2. 郵局舉行零存整付儲蓄,每月存 1000 而,月利率為 1%,每月複利一次,兩年後期滿可領 回

元。( log1.01 = 0.0043 , log1.268 = 0.1032 )

4-46

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

3. 設年利率為 12.5%,若依複利計算,則至少要

年(取整數年),本利和才會超過本金

的 2 倍。

4. 設有食鹽水 100g,每次取出 20g 後再倒入 20 克的純水,如此繼續操作,至少

次後其

濃度始小於原濃度的 0.1。

5. 某公司為了響應節能減碳政策,決定在五年後將公司該年二氧化碳排放量降為目前排放量 的 75%。公司希望每年依固定的比率(當年和前一年排放量的比)逐年減少二氧化碳的排放量。 若要達到這項目標,則該公司至少要比前一年減少

%的二氧化碳的排放量。(計算至小

數點後第一位)

[大學學測]

6. 某一國家每年出生的人數與死亡人數分別為年初人口的 4.6%,2.2%,試問至少幾年後人口 增為原來的 2 倍以上?

7. 甲、乙、丙三人,甲於今年年初將 12000 元存入銀行(依年利率 4%複利計算,每年複利一 次),乙於 10 年前年初也將 12000 元存入銀行(依年利率 2%複利計算,每年複利一次),丙 於 5 年前也將 12000 元存入銀行(依年利率 3%複利計算,每年複利一次),從現在算起在經 過 10 年後,則甲、乙、丙三人,所得本利和的大小順序為



8. 某甲向銀行貸款 100 萬,約定從次月開始,每月還給銀行 1 萬元,依月利率 0.6%複利計算, 則某甲需要

年(取整數年),就可還清。

4-47

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

9. 某食品實驗室甲、乙兩種菌種製成一種新食品,調查發現乙菌個數是甲菌個數的千倍以上 時,新食品才受歡迎。又知道甲菌一日後增加一倍,乙菌增加三倍(成為原來的四倍)。現在 取同數量的甲、乙兩種菌,讓他們同時繁殖。試問至少第

天後混合甲、乙兩種菌類才

能製成受歡迎的食品。

[大學指考]

10. 豪哥今年買入一輛小汽車價值試 50 萬元,若每年的折舊是 10%(即每年減少它的價值 10%), 請你幫豪哥算一算此輛小汽車經過多少年他的價值降為 25 萬元以下?

(A) 4

(B) 5

(C) 6

(D) 7

(E) 8

11. 若幣值每年貶 10%,則至少幾年後才會貶值 90%以上。

12. 在養分充足的情況下,細菌的數量會以指數函數的方式成長,假設細菌 A 的數量每兩個小 時可以成長為兩倍,細菌 B 的數量每三個小時可以成長為三倍。若養分充足且一開始兩種 細菌的數量相等,則大約幾小時後細菌 B 的數量除以細菌 A 的數量最接近 10?[大學學測]

(A) 24 小時

(B) 48 小時

(C) 69 小時

(D) 96 小時

(E) 117 小時

13. 在 1999 年 6 月 1 日數學家利用超級電腦驗證 26972593 − 1 是一個質數,若想要印出此質數至 少需要多少張 A4 紙?假定每一張 A4 紙,可列印出 3000 個數字。在下列選項中選出最接 近的張數。( log 2 = 0.301 )

(A) 50

(B) 100

(C) 200

(D) 500

(E) 700

4-48

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

14. 根據統計資料,在 A 小鎮當某件訊息發布後,t 小時之內聽到該訊息的人口是全鎮人口的 100(1 − 2− kt )% ,其中 k 是某個大於 0 的常數。今有某訊息,假設在發布後 3 小時之內已經 有 70%的人口聽到該訊息。又設最快要 T 小時後,有 99%的人口已聽到該訊息,則 T 最 接近下列哪一個選項?

1 (B) 7 小時 2

(A) 5 小時

Ans:1. 12030 8. 13

[大學學測]

2. 27068

9. 10

10. (D)

(C) 9 小時

3. 6

4. 11

11. 22 年

1 (D) 11 小時 2

5. 5.6 12. (E)

6. 31 13. (E)

(E) 13 小時

7. 丙 > 乙 > 甲 14. (D)

範例 39

.內插法.

(1)已知 log 31.4 = 1.4969 , log 31.5 = 1.4983 ,則 log 3.146 =



(2)已知 100.6776 = 4.76 , 10 2.6785 = 477 ,若 10 x = 4766 ,則 x =



Ans:(1) 0.4977





D

I

(2) 3.6781

Y

1.已知 log 62.2 = 1.7938 , log 623 = 2.7945 ,而 log x = 3.7940 ,則 x =

4-49



學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

2.已知 log 72800 = 4.8621 , log 0.000729 = −3.1373 ,試求 log 7283000 =

Ans:1. 6222.9



2. 6.86228

範例 40

.內插法應用.

利用下列對數表,求 y =

(6.38) 3 ⋅ (8.43) 2 3

(0.635) 5

之近似值

(小數點後四捨五入)。

x

3.92

3.93

3.94

6.35

6.38

8.43

logx

0.5933

0.5944

0.5955

0.8028

0.8048

0.9258 Ans:39327





D

I

Y

1.已知 log 6.31 = 0.8000 , log 6.32 = 0.8007 , log 6.33 = 0.8014 , log 6.34 = 0.8021 , log 6.35 = 0.8028 , log 6.37 = 0.8041 ,利用上面數據表,試求 x = ( 4 6.35 × 0.63273 ) ÷ 0.637 的

值至小數點第四位為



4-50

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

2.已知 log 5.45 = 0.7364 , log1.07 = 0.0294 , log 7.58 = 0.8797 , log 9.16 = 0.9619 , log 9.17 = 0.9624 ,若 a =

(5.45)(10.7) ,則 a 之近似值至有效數字第四位為 75.8

3



3.已知 log1.23 = 0.0899 , log1.24 = 0.0934 , log1.64 = 0.2148 , log1.65 = 0.2175 , log1.66 = 0.2201 ,試利用內插法求 5 12.34 之值至小數第二位為



4.在密閉的實驗室中,開始時有某種細菌 1 千隻,並且以每小時增加 8%的速率繁殖。如果依 此速率持續繁殖,則 100 小時後細菌的數量最接近下列哪一個選項?

(A) 9 千隻

(B) 108 千隻

(C) 2200 千隻

(D) 3200 千隻

[大學學測]

(E) 32000 千隻

5.下表為常用對數表 log10N 的一部分﹕ 0

N

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0000 0043 0086 0128 0170 0212 0253 0294 0334 0374

11

0414 0453 0492 0531 0569 0607 0645 0682 0719 0755



20









3010 3032 3054 3075 3096



30























3118 3139 3160 3181 3201 ⋮









4771 4786 4800 4814 4829 4843 4857 4871 4886 4900

請問 103.032 最接近下列哪一個選項﹖

(A) 101

(B) 201

Ans:1. 0.6313

(C) 1007

2. 0.9162

(D) 1076

3. 1.65

(E) 2012

4. (C)

4-51

5. (D)

[大學學測]

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

學測停、看、聽 一、 單選題

(35 ) 1 . 請 問 下 列 哪 一 個 選 項 等 於 log  2  ? 



(1 ) 5log ( 23 ) (2 ) 3 × 5 log 2 (3 ) 5log 2 × log 3 (4 ) 5 ( log 2 + log 3) (5 ) 35 log 2 [103 學測] 2 . 令 a = 2.610 − 2.69 , b = 2.611 − 2.610 , c =

2.611 − 2.69 。請選出正確的大小關係。 2

(1 ) a > b > c (2 ) a > c > b (3 ) b > a > c (4 ) b > c > a (5 ) c > b > a [102 學測]

3.若正實數 x, y 滿足 log10 x = 2.8 , log10 y = 5.6 ,則 log10 ( x 2 + y ) 最接近下列哪一個選項的值? ( 1 ) 2.8

( 2 ) 5.6

( 3 ) 5.9

( 4 ) 8.4

( 5 ) 11.2

[101 學測]

4-52

學測複習教材系列

4.設 (an +1 ) 2 =

1 10

第四單元 指數與對數

(an ) 2 , n 為正整數,且知 an 皆為正。令 bn = log an ,則數列 b1 , b2 , b3 ,⋯ 為

(1) 公差為正的等差數列 (2) 公差為負的等差數列 (3) 公比為正的等比數列 (4) 公比為負的等比數列 (5) 既非等差亦非等比數列 [100 學測] 5. 請問下面哪一個選項是正確的? (1) 37 b > 0 , 關 於 下 列 不 等 式 , 請 選 出 正 確 的 選 項 。 (1) (−a) 7 > (−a) 9 (2) b −9 > b −7 (3) log 10

1 1 > log 10 a b

(4) log a 1 > log b 1 (5) log a b ≥ log b a [102 學測] 2 . 設 0 < x < 1。 請 選 出 正 確 的 選 項 。 (1 )

x2 < x < x

(2 ) log10 ( x 2 ) < log10 x < log10 x (3 ) log 2 ( x 2 ) < log10 ( x 2 ) < log 2 x (4 ) log10 ( x 2 ) < log 2 x < log10 x [101 數乙] 三、 填充題

1. 觀察 2 的次方所形成的等比數列: 2, 22 , 23 , 24 ,⋯ ,設其中出現的第一個 13 位數為 2n ,則 n = ⑬⑭ 。(註: log10 2 ≈ 0.3010 )

[101 數乙]

4-55

學測複習教材系列

第四單元 指數與對數

Ans: 一、 單選題

1. 5

2. 4

11. 2

12.

3. 3

4. 2

5. 5

6. 3

7. 3

二、 多選題

1. 12

2. 24

3.

三、 填充題

1. 40

4-56

8. 3

9. 2

10. 5

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高中數學 專用講義系列

係由

曾建豪 老師親撰,搭配上豐富的教學經 驗,將學生害怕的數學,用淺入深出的編排 方式教學。講義內容年年更新,永遠讓您領 先別人擁有最新的考題資訊!

高中數學

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高中數學總複習講義 第一冊 編輯者:曾建豪 校訂者:曾建豪 版

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