巫老師幫同學整理了一份 108 學測數學詳解,附上大考中心頒布的 108學測數學試題
108 學測數學詳解,依巫老師的解題方法撰寫:每題先寫公式、再一步步代入;需要看圖才懂的題目附圖說明。
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|
| (3) | (1) | (3) | (5) | (4) | (2) |
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (1)(4) | (4)(5) | (3)(5) | (1)(2) | (3)(5) | (1)(2)(5) | (3)(4) |
| A | B | C | D | E | F | G |
|---|---|---|---|---|---|---|
| \(-4\) | \(\frac{29}{4}\) | 105 | 215 | 13 | \(2\sqrt3\) | \(-3\) |
一、單選題
1. 【圓與直線】
點 \(A(1,0)\) 在單位圓 \(\Gamma: x^2+y^2=1\) 上。試問:\(\Gamma\) 上除了 \(A\) 點以外,還有幾個點到直線 \(L: y=2x\) 的距離,等於 \(A\) 點到 \(L\) 的距離?
(1) 1 個
(2) 2 個
(3) 3 個
(4) 4 個
(5) 0 個
答:(3)
1° 畫圖:\(L\) 過圓心 \(O\) \(\Rightarrow\) 圓對 \(L\)、對過 \(O\) 垂直 \(L\) 的直線都對稱

2° 由圖:\(A\) 對 \(L\) 對稱、對垂直線對稱、對 \(O\) 對稱,各得一點,到 \(L\) 的距離都和 \(A\) 一樣
3° 扣掉 \(A\) 自己 \(\Rightarrow\) 3 個
2. 【多項式方程式】
下列哪一個選項是方程式 \(x^3-x^2+4x-4=0\) 的解?(註:\(i=\sqrt{-1}\))
(1) \(-2i\)
(2) \(-i\)
(3) \(i\)
(4) \(2\)
(5) \(4\)
答:(1)
1° 分組提公因式:\(x^2(x-1)+4(x-1)=(x-1)(x^2+4)=0\)
2° \(x=1\) 或 \(x=\pm2i\) \(\Rightarrow\) \(-2i\) 是解
3. 【指數、計數】
試問共有多少組正整數 \((k,m,n)\) 滿足 \(2^k4^m8^n=512\)?
(1) 1 組
(2) 2 組
(3) 3 組
(4) 4 組
(5) 0 組
答:(3)
1° 化成底數 2:\(2^k\cdot2^{2m}\cdot2^{3n}=2^9\) \(\Rightarrow\) \(k+2m+3n=9\)
2° 從係數最大的 \(n\) 開始討論(\(k,m,n\ge1\)):
| \(n\) | \(k+2m\) | \((k,m)\) |
|---|---|---|
| 1 | 6 | \((4,1)\)、\((2,2)\) |
| 2 | 3 | \((1,1)\) |
3° 共 3 組
4. 【排列組合】
廚師買了豬、雞、牛三種肉類食材以及白菜、豆腐、香菇三種素類食材。若廚師想用完這六種食材作三道菜,每道菜可以只用一種食材或用多種食材,但每種食材只能使用一次,且每道菜一定要有肉,試問食材的分配共有幾種方法?
(1) 3
(2) 6
(3) 9
(4) 18
(5) 27
答:(5)
1° 每道菜一定要有肉、肉只有 3 種 \(\Rightarrow\) 每道菜恰一種肉,先放肉把三道菜區分開(放的動作本身沒有順序)
2° 剩下白菜、豆腐、香菇各自選要放進哪一道菜(不同給不同 \(\to\) 幾的幾次方)\(\Rightarrow\) \(3^3=27\)
5. 【對數】
設正實數 \(b\) 滿足 \((\log100)(\log b)+\log100+\log b=7\)。試選出正確的選項。
(1) \(1\le b\le\sqrt{10}\)
(2) \(\sqrt{10}\le b\le10\)
(3) \(10\le b\le10\sqrt{10}\)
(4) \(10\sqrt{10}\le b\le100\)
(5) \(100\le b\le100\sqrt{10}\)
答:(4)
1° \(\log100=2\) 代入:\(2\log b+2+\log b=7\) \(\Rightarrow\) \(3\log b=5\) \(\Rightarrow\) \(\log b=\dfrac53\)
2° 選項的界線也寫成 10 的次方:\(10\sqrt{10}=10^{1.5}\)、\(100=10^2\)
3° \(1.5\le\dfrac53\le2\) \(\Rightarrow\) \(10\sqrt{10}\le b\le100\)
6. 【數據分析】
某超商依據過去的銷售紀錄,冬天平均氣溫在 6℃到 24℃時,每日平均售出的咖啡數量與當天的平均氣溫之相關係數為 \(-0.99\),部分紀錄如下表。
| 平均氣溫(℃) | 11 | 13 | 15 | 17 | 19 | 21 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 平均售出量(杯) | 512 | 437 | 361 | 279 | 203 | 135 |
某日平均氣溫為 8℃,依據上述資訊推測,試問該日賣出的咖啡數量應接近下列哪一個選項?
(1) 570 杯
(2) 625 杯
(3) 700 杯
(4) 755 杯
(5) 800 杯
答:(2)
1° \(r=-0.99\) 很接近 \(-1\) \(\Rightarrow\) 數據可看成一直線,不必求迴歸線
2° 相鄰差:\(75\)、\(76\)、\(82\)、\(76\)、\(68\) \(\Rightarrow\) 每 2°C 大約差 75 杯
3° \(8\)°C 比 \(11\)°C 少 3°C \(\Rightarrow\) 多賣約 \(75\times\dfrac32=112.5\) 杯
4° \(512+112.5=624.5\) \(\Rightarrow\) 約 625 杯
二、多選題
7. 【等差數列】
設各項都是實數的等差數列 \(a_1,a_2,a_3,\cdots\) 之公差為正實數 \(\alpha\)。試選出正確的選項。
(1) 若 \(b_n=-a_n\),則 \(b_1>b_2>b_3>\cdots\)
(2) 若 \(c_n=a_n^2\),則 \(c_1<c_2<c_3<\cdots\)
(3) 若 \(d_n=a_n+a_{n+1}\),則 \(d_1,d_2,d_3,\cdots\) 是公差為 \(\alpha\) 的等差數列
(4) 若 \(e_n=a_n+n\),則 \(e_1,e_2,e_3,\cdots\) 是公差為 \(\alpha+1\) 的等差數列
(5) 若 \(f_n\) 為 \(a_1,a_2,\cdots,a_n\) 的算術平均數,則 \(f_1,f_2,f_3,\cdots\) 是公差為 \(\alpha\) 的等差數列
答:(1)(4)
1° 全部換成首項與公差:\(a_n=a_1+(n-1)\alpha\),從 \(n=1\) 代入,相鄰相減看差是否固定
(1) \(b_{n+1}-b_n=-\alpha<0\) \(\Rightarrow\) 遞減
(2) 反例:\(a_1=-7\)、\(a_2=-5\) \(\Rightarrow\) \(c_1=49>c_2=25\)
(3) \(d_{n+1}-d_n=(a_{n+1}+a_{n+2})-(a_n+a_{n+1})=2\alpha\),公差 \(2\alpha\) 不是 \(\alpha\)
(4) \(e_{n+1}-e_n=(a_{n+1}-a_n)+1=\alpha+1\)
(5) \(f_n=\dfrac{a_1+a_n}2=a_1+\dfrac{(n-1)\alpha}2\) \(\Rightarrow\) 公差 \(\dfrac\alpha2\)
8. 【數與式】
在數線上,甲從點 \(-8\) 開始做等速運動,同時乙也從點 \(10\) 開始做等速運動,乙移動的速率是甲的 \(a\) 倍,且 \(a>1\)。試選出正確的選項。
(1) 若甲朝負向移動而乙朝正向移動,則他們會相遇
(2) 若甲朝負向移動且乙朝負向移動,則他們不會相遇
(3) 若甲朝正向移動而乙朝負向移動,則乙先到達原點 \(0\)
(4) 若甲朝正向移動且乙朝正向移動,則他們之間的距離會越來越大
(5) 若甲朝正向移動而乙朝負向移動,且他們在點 \(-2\) 相遇,則 \(a=2\)
答:(4)(5)
1° 設甲速率 \(v\)、乙速率 \(av\)(\(a>1\));先判斷方向,再用「時間 = 距離 ÷ 速率」
(1) 甲往左、乙往右,從 \(-8\)、\(10\) 反向離開,距離越來越大,不會相遇
(2) 都往左:乙在甲右邊且較快 \(\Rightarrow\) 會追上甲,會相遇
(3) 甲到 0 要 \(\dfrac8v\),乙到 0 要 \(\dfrac{10}{av}\);\(a<\dfrac54\) 時 \(\dfrac{10}{a}>8\),甲先到,不一定
(4) 都往右:乙在甲右邊且較快 \(\Rightarrow\) 距離越來越大
(5) 甲走 \(6\)、乙走 \(12\):\(\dfrac6v=\dfrac{12}{av}\) \(\Rightarrow\) \(a=2\)
9. 【機率】
從 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 這七個數字中隨機任取兩數。試選出正確的選項。
(1) 其和大於 10 的機率為 \(\dfrac{1}{7}\)
(2) 其和小於 5 的機率為 \(\dfrac{1}{7}\)
(3) 其和為奇數的機率為 \(\dfrac{4}{7}\)
(4) 其差為偶數的機率為 \(\dfrac{5}{7}\)
(5) 其積為奇數的機率為 \(\dfrac{2}{7}\)
答:(3)(5)
1° 先決定分母:\(C^7_2=21\);1~7 中奇數 4 個、偶數 3 個
(1) 和 \(>10\):\((4,7)\)、\((5,6)\)、\((5,7)\)、\((6,7)\) \(\Rightarrow\) \(\dfrac4{21}\)
(2) 和 \(<5\):\((1,2)\)、\((1,3)\) \(\Rightarrow\) \(\dfrac2{21}\)
(3) 和為奇 = 一奇一偶:\(\dfrac{C^4_1C^3_1}{21}=\dfrac{12}{21}=\dfrac47\)
(4) 差為偶 = 偶偶 + 奇奇:\(\dfrac{C^3_2+C^4_2}{21}=\dfrac9{21}=\dfrac37\)
(5) 積為奇 = 奇奇:\(\dfrac{C^4_2}{21}=\dfrac6{21}=\dfrac27\)
10. 【三角比】
在 \(\Delta ABC\) 中,已知 \(50^\circ\le\angle A<\angle B\le60^\circ\)。試選出正確的選項。
(1) \(\sin A<\sin B\)
(2) \(\sin B<\sin C\)
(3) \(\cos A<\cos B\)
(4) \(\sin C<\cos C\)
(5) \(\overline{AB}<\overline{BC}\)
答:(1)(2)
1° \(50^\circ\le A<B\le60^\circ\) \(\Rightarrow\) \(100^\circ<A+B<120^\circ\) \(\Rightarrow\) \(60^\circ<C<80^\circ\) \(\Rightarrow\) \(A<B<C<90^\circ\)
2° 銳角範圍:sin 隨角度增、cos 隨角度減
(1) \(A<B\) \(\Rightarrow\) \(\sin A<\sin B\)
(2) \(B<C<90^\circ\) \(\Rightarrow\) \(\sin B<\sin C\)
(3) \(A<B\) \(\Rightarrow\) \(\cos A>\cos B\)
(4) \(C>45^\circ\) \(\Rightarrow\) \(\sin C>\cos C\)
(5) 大角對大邊:\(C>A\) \(\Rightarrow\) \(\overline{AB}>\overline{BC}\)
11. 【條件機率】
某地區衛生機構成功訪問了 500 人,其中年齡為 50–59 歲及 60 歲(含)以上者分別有 220 名及 280 名。這 500 名受訪者中,120 名曾做過大腸癌篩檢,其中有 75 名是在一年之前做的,有 45 名是在一年之內做的。已知受訪者中,60 歲(含)以上者曾做過大腸癌篩檢比率是 50–59 歲者曾做過大腸癌篩檢比率的 3.5 倍。試選出正確的選項。
(1) 受訪者中年齡為 60 歲(含)以上者超過 60%
(2) 由受訪者中隨機抽取兩人,此兩人的年齡皆落在 50–59 歲間的機率大於 0.25
(3) 由曾做過大腸癌篩檢的受訪者中隨機抽取兩人,其中一人在一年之內受檢而另一人在一年之前受檢的機率為 \(2\cdot\left(\dfrac{45}{120}\right)\left(\dfrac{75}{119}\right)\)
(4) 這 500 名受訪者中,未曾做過大腸癌篩檢的比率低於 75%
(5) 受訪者中 60 歲(含)以上者,曾做過大腸癌篩檢的人數超過 90 名
答:(3)(5)
1° 設 50~59 歲做過篩檢 \(x\) 人、60 歲以上 \(y\) 人:\(x+y=120\)、\(\dfrac y{280}=3.5\cdot\dfrac x{220}\)
2° \(y=\dfrac{49}{11}x\) \(\Rightarrow\) \(\dfrac{60}{11}x=120\) \(\Rightarrow\) \(x=22\)、\(y=98\)
(1) \(\dfrac{280}{500}=56\%<60\%\)
(2) \(\dfrac{220}{500}\cdot\dfrac{219}{499}\),兩個都 \(<\dfrac12\) \(\Rightarrow\) 乘積 \(<\dfrac14\)
(3) \(\dfrac{C^{45}_1C^{75}_1}{C^{120}_2}=\dfrac{45\times75\times2}{120\times119}=2\cdot\dfrac{45}{120}\cdot\dfrac{75}{119}\)
(4) \(\dfrac{500-120}{500}=76\%>75\%\)
(5) \(y=98>90\)
12. 【多項式】
設 \(f_1(x),\ f_2(x)\) 為實係數三次多項式,\(g(x)\) 為實係數二次多項式。已知 \(f_1(x),\ f_2(x)\) 除以 \(g(x)\) 的餘式分別為 \(r_1(x),\ r_2(x)\)。試選出正確的選項。
(1) \(-f_1(x)\) 除以 \(g(x)\) 的餘式為 \(-r_1(x)\)
(2) \(f_1(x)+f_2(x)\) 除以 \(g(x)\) 的餘式為 \(r_1(x)+r_2(x)\)
(3) \(f_1(x)f_2(x)\) 除以 \(g(x)\) 的餘式為 \(r_1(x)r_2(x)\)
(4) \(f_1(x)\) 除以 \(-3g(x)\) 的餘式為 \(\dfrac{-1}{3}r_1(x)\)
(5) \(f_1(x)r_2(x)-f_2(x)r_1(x)\) 可被 \(g(x)\) 整除
答:(1)(2)(5)
1° 列式:\(f_1=gQ_1+r_1\)、\(f_2=gQ_2+r_2\),\(\deg r_1,\deg r_2<2\);把 \(gQ\) 當一整塊,看剩下的次數是否 \(<\deg g\)
(1) \(-f_1=g(-Q_1)+(-r_1)\),\(\deg(-r_1)<2\)
(2) \(f_1+f_2=g(Q_1+Q_2)+(r_1+r_2)\),\(\deg(r_1+r_2)<2\)
(3) \(f_1f_2=g(\cdots)+r_1r_2\),\(r_1r_2\) 可能是 2 次,還能再除 \(\Rightarrow\) 不一定
(4) \(f_1=(-3g)\big(-\frac13Q_1\big)+r_1\) \(\Rightarrow\) 商 \(-\frac13Q_1\),餘式仍是 \(r_1\)
(5) \(f_1r_2-f_2r_1=(gQ_1+r_1)r_2-(gQ_2+r_2)r_1=g(Q_1r_2-Q_2r_1)\),餘式消掉 \(\Rightarrow\) 被 \(g\) 整除
13. 【空間平面】
坐標空間中有一平面 \(P\) 過 \((0,0,0)\),\((1,2,3)\) 及 \((-1,2,3)\) 三點。試選出正確的選項。
(1) 向量 \((0,3,2)\) 與平面 \(P\) 垂直
(2) 平面 \(P\) 與 \(xy\) 平面垂直
(3) 點 \((0,4,6)\) 在平面 \(P\) 上
(4) 平面 \(P\) 包含 \(x\) 軸
(5) 點 \((1,1,1)\) 到平面 \(P\) 的距離是 \(1\)
答:(3)(4)
1° 法向量 \(\vec n=(1,2,3)\times(-1,2,3)=(0,-6,4)\parallel(0,3,-2)\)
2° 過原點 \(\Rightarrow\) \(P\):\(3y-2z=0\)
(1) \((0,3,2)\) 與 \((0,3,-2)\) 不平行
(2) \(xy\) 平面法向量 \((0,0,1)\),\((0,3,-2)\cdot(0,0,1)=-2\ne0\),不垂直
(3) \(3\times4-2\times6=0\)
(4) \((x,0,0)\) 代入恆成立 \(\Rightarrow\) 包含 \(x\) 軸
(5) \(\dfrac{|3-2|}{\sqrt{13}}=\dfrac1{\sqrt{13}}\ne1\)
三、選填題
A. 【矩陣】
設 \(x,y\) 為實數,且滿足 \(\begin{bmatrix}3&-1&3\\2&4&-1\end{bmatrix}\begin{bmatrix}x\\y\\1\end{bmatrix}=\begin{bmatrix}6\\-6\end{bmatrix}\),則 \(x+3y=\) _____。
答:−4
1° 橫配直乘開:\(3x-y+3=6\)、\(2x+4y-1=-6\)
2° \(3x-y=3\)、\(2x+4y=-5\) \(\Rightarrow\) \(y=3x-3\) 代入 \(14x-12=-5\) \(\Rightarrow\) \(x=\dfrac12\)、\(y=-\dfrac32\)
3° \(x+3y=\dfrac12-\dfrac92=-4\)
B. 【二次曲線】
如圖(此為示意圖),\(A,B,C,D\) 是橢圓 \(\dfrac{x^2}{a^2}+\dfrac{y^2}{16}=1\) 的頂點。若四邊形 \(ABCD\) 的面積為 \(58\),則 \(a=\dfrac{\_\_\_}{\_\_\_}\)。(化為最簡分數)

答:29/4
1° 四個頂點 \((\pm a,0)\)、\((0,\pm4)\) 連成菱形,切成 4 個直角三角形
2° 面積 \(=4\times\dfrac12\times a\times4=8a=58\) \(\Rightarrow\) \(a=\dfrac{29}4\)
C. 【圓】
某高中已有一個長 90 公尺、寬 60 公尺的足球練習場。若想要在足球練習場的外圍鋪設內圈總長度為 400 公尺的跑道,跑道規格為左右兩側各是直徑相同的半圓,而中間是上下各一條的直線跑道,直線跑道與足球練習場的長邊平行(如示意圖)。則圖中一條直線跑道 \(\overline{AB}\) 長度的最大可能整數值為 _____ 公尺。

答:105
1° 設半圓半徑 \(r\):周長 \(2\pi r+2\overline{AB}=400\) \(\Rightarrow\) \(\overline{AB}=200-\pi r\)
2° 由圖,跑道內圈要包住練習場:\(2r\ge60\) \(\Rightarrow\) \(r\ge30\)
3° \(\overline{AB}\le200-30\pi\approx200-94.26=105.74\) \(\Rightarrow\) 最大整數 105
D. 【集合】
某次選舉中進行甲、乙、丙三項公投案,每項公投案一張選票,投票人可選擇領或不領。投票結束後清點某投票所的選票,發現甲案有 765 人領票、乙案有 537 人領票、丙案有 648 人領票,同時領甲、乙、丙三案公投票的有 224 人,並且每個人都至少領了兩張公投票。根據以上資訊,可知同時領甲、乙兩案但沒有領丙案公投票者共有 _____ 人。
答:215
1° 每個小區域設一個未知數;每人至少兩張 \(\Rightarrow\) 只屬單一集合的區域填 0

2° 甲:\(x+y+224=765\) \(\Rightarrow\) \(x+y=541\)
3° 乙:\(x+z+224=537\) \(\Rightarrow\) \(x+z=313\)
4° 丙:\(y+z+224=648\) \(\Rightarrow\) \(y+z=424\)
5° 三式相加除以 2:\(x+y+z=639\) \(\Rightarrow\) \(x=639-424=215\)
E. 【餘弦定理】
如圖(此為示意圖),在 \(\Delta ABC\) 中,\(\overline{AD}\) 交 \(\overline{BC}\) 於 \(D\) 點,\(\overline{BE}\) 交 \(\overline{AD}\) 於 \(E\) 點,且 \(\angle ACB=30^\circ\),\(\angle EDB=60^\circ\),\(\angle AEB=120^\circ\)。若 \(\overline{CD}=15\),\(\overline{ED}=7\),則 \(\overline{AB}=\) _____。

答:13
1° 把角都標出來:\(\angle AEB=120^\circ\) \(\Rightarrow\) \(\angle DEB=60^\circ\),又 \(\angle EDB=60^\circ\) \(\Rightarrow\) \(\triangle BDE\) 是正三角形 \(\Rightarrow\) \(\overline{BE}=7\)
2° \(\angle ADC=180^\circ-60^\circ=120^\circ\)、\(\angle C=30^\circ\) \(\Rightarrow\) \(\angle CAD=30^\circ\) \(\Rightarrow\) \(\triangle ACD\) 等腰 \(\Rightarrow\) \(\overline{AD}=\overline{CD}=15\) \(\Rightarrow\) \(\overline{AE}=15-7=8\)
3° \(\triangle ABE\) 餘弦定理(夾角 \(120^\circ\)):\(\overline{AB}^2=8^2+7^2-2\cdot8\cdot7\cos120^\circ=64+49+56=169\)
4° \(\overline{AB}=13\)
F. 【空間概念】
坐標空間中,考慮有一個頂點在平面 \(z=0\) 上、且有另一個頂點在平面 \(z=6\) 上的正立方體。則滿足前述條件的正立方體之邊長最小可能值為 \(\_\_\_\sqrt{\_\_\_}\)。(化成最簡根式)
答:2√3
1° 邊長 \(a\) 的正立方體,兩頂點距離只有 \(a\)、\(\sqrt2a\)、\(\sqrt3a\) 三種
2° 兩頂點分別在 \(z=0\)、\(z=6\) 上 \(\Rightarrow\) 兩點距離 \(\ge\) 兩平面距離 \(6\)
3° 拿越長的去撐,邊長就越小:讓對角線 \(\sqrt3a\) 垂直兩平面

4° \(\sqrt3a=6\) \(\Rightarrow\) \(a=\dfrac6{\sqrt3}=2\sqrt3\)
G. 【平面向量】
如圖(此為示意圖),\(A,B,C,D\) 為平面上的四個點。已知 \(\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AD}\),\(\overrightarrow{AC}\)、\(\overrightarrow{BD}\) 兩向量等長且互相垂直,則 \(\tan\angle BAD=\) _____。

答:−3
1° 換出發點:\(\overrightarrow{BC}=\overrightarrow{AC}-\overrightarrow{AB}\) 代入 \(\Rightarrow\) \(\overrightarrow{AC}=2\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AD}\)
2° 提出 3:\(\overrightarrow{AC}=3\Big(\dfrac23\overrightarrow{AB}+\dfrac13\overrightarrow{AD}\Big)=3\overrightarrow{AP}\),\(P\) 是 \(\overline{BD}\) 上的分點,\(\overline{BP}:\overline{PD}=1:2\)
3° \(\overline{AC}\perp\overline{BD}\) 且等長 \(\Rightarrow\) \(\overline{AP}\perp\overline{BD}\)、\(\overline{AP}=\dfrac13\overline{BD}\);設 \(\overline{BD}=3\) \(\Rightarrow\) \(\overline{BP}=1\)、\(\overline{PD}=2\)、\(\overline{AP}=1\)

4° \(\tan\alpha=\tan\angle BAP=1\)、\(\tan\beta=\tan\angle PAD=2\)
5° 和角公式:\(\tan\angle BAD=\dfrac{1+2}{1-1\times2}=-3\)
108學測數學五標
- 頂標:14
- 前標:12
- 均標:9
- 後標:5
- 底標:4