ノートテキスト
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(3)平行與垂直 ① 平行條件 Answer: 存在 k,l∈R使 ka₁ = la₂, kb₁ = lb₂, kc₁ = lc2 設E與E,為兩相異平面。 若滿足上述條件,則 E1 || E2 ° ② 垂直條件 Answer: aqa2+b1b2+cqc2=0 若滿足上述條件,則ELE2。
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3. 兩平面之交角 (1)求交角方法 Answer:兩平面之法向量之交角 兩平面的交角定義為它們法向量的交角,其補角為 另一組交角。 (2)實例 Answer: 0及180°-0 設兩平面 E和 E的法向量分別為N和N2, 它們的交角 0 即為E、E的一組交角。 計算 cos A 的公式為: cos 0 = + ajaz + b1b2 + C1 C2 2 [ a² + b² + c² √ a² + b² + c₁₂
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4. 點到平面之距離 Answer: 點到平面之距離的定義與計算方法 木百肉质 日以个安點: • 定義:點P 到平面 E 的距離,是 P 點與平面上 各點連線段長的最小值,等於 P 點與其在平面 上投影點的距離。 求法: 可利用向量投影長度,或直接套用距離公 式。 距離公式:點 P(xo, Yo, Zo) 到平面 E:ax+by+cz+d=0的距離 d 為: |axo + byo + czo + d| d = Va² + b² + c2 平行平面距離: 兩個平行平面 ax + by + cz + dq = 0 與 ax + by + cz + d2=0的距離為: - |d₁ = d2| d= √a² + b² + c²
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這段文字總結了三元一次聯立方程式組的公式解法 及其解的判斷準則。 使用行列式 A、A、、A、A、來表示方程式組 的係數與常數項。 若△≠0,則恰有一組解。 'y' 若△ = 0且 Ax, Ay, A 中至少有一個不為0, 則無解。 若 A = Ax = A, = Az = 0,則有無窮多解或 無解。
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2 P(xo, yo, Zo) ,E:ax+by+cz+d=0,若P在E之 投影點為H(x,y,z'),則PE之距離 d = PH Answer: 距離公式。 (3)距離公式:P(xo, Yo, Zo)到 ax+by+cz+d=0之距離 |axo+by+czo+d| Answer: d = Va² + b2 + c2 (4)平行平面距離: ax+by+ cz+q=0與 ax+by+ cz+ d2=0之距離為 Answer- |d₁ = d2| Va² + b² + c2
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4.點到平面之距離: (1)點P到平面E之距離: ① 設P點在平面E外,P點到平面E的距離 就是 Answer: P點與平面E上各點的連線段長之最小值。 ② 故P點到平面E的距離等於 Answer: P點與投影點H的距離。 (2)求法: 1 P(xo, yo, Zo) — 點,E:ax+by+cz+d=0為一平面, N = (a,b,c)為E之一法向 量,Q(x,y,zq)為E上某一點,則OP 在 N = (a,b,c) 之投影長 Answer:等於P到E之距離。
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1. 參考角(Reference Angle) Answer: (1)若0不為象限角,則與x軸之銳夾角 OR叫6之參考,0g之範圍為0°< 0 g<90°。 (0之三角函數值可參考之三角函數求出)(2) 若 0g 為 0 之參考角,則 0° < 0g <90°, 0 , R | sin 0| = sin OR | cos 0| = COS OR , | tan 0| = tan 0g,依此可由參考角 OR 之函數值配 加符號+或−得0之函數值。(正、負號看0在第 幾象限而定)
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Answer:(1)作相關之圖形,(2)由三角形之邊長比, 及三角函數值之關係,算出所需之值 測量步驟的說明,詳細解 【釋了如何使用三角函數進行計算 • 步驟一:首先需要繪製相關的圖形,這有助於 視覺化問題並確認已知的條件。 步驟二: 接著,根據三角形的邊長比例以及三 角函數值(如正弦、余弦、正切)之間的關係, 計算出所需的值。 備註: 進行計算時,可以查閱課本附錄中的三 角函數值表來獲取精確的數值。
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Answer: 亟坐標(Polar Coordinates) 主題3 的內容主要介紹極坐標的定義 表示方式、不同課綱的規定以及與直角 坐標的轉換公式。 • 極坐標定義:在平面上取一點為極點,作一向 右的水平射線 OX 為極軸。 點 P 的位置用 [r, 0] 表示,其中 r 是 O 到 P 的距離,是從 OX 到 OP 的有向角。 非唯一性: 由於同界角的關係,平面上一點的極 坐標表示方式並非唯一,例如 P[2, 30°] = P[2, 390°] • 。 課綱規定: 不同的教材版本對於r 和0 的範圍有 不同規定,有些版本規定-> 0, 0° ≤ 0 < 360° 以確保極坐標與點一一對應(除了極點) 。 舊教材註解:在舊教材中,若 < 0,則 Pr, 0] 與 P[| − r\, 丌 +0]代表同一點。 坐標轉換:極坐標[r]轉換為直角坐標(x,y) 的公式為: x=rcos e ly = rsine
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這段文字總結算兩條相交直線夾角的幾種數學
方法。
交角餘弦值:對於直線
Lı:aqx+bqy + c = 0 和
L2: azx+bzy+cz=0,夾角 0 的餘弦值為
$\cos\theta = \pm\frac{a_1a_2+b_1b_2}{\
交角正切值(使用係數):若
aja2+bb2=0,則銳角的正切值為
tan 0 = |
a1b2-a2b1
a1a2+b1b2
」。
交角正切值(使用斜率):若兩直線斜率
m1, m2 存在且1+mm2≠0,則銳交角的
m₁ - m
正切值為 tan O
m1 m2
=
」。
1+mm2
垂直條件:當 aqa2+bbz=0或
my.my + 1 =0時,兩直線交角為90°(垂
直)。
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重點5 正射影 Answer: 正射影的定義、公式及其應用 單位向量:長度為1的向量,b方向的單位向量為 = b |b| 。 正射影定義:透過圖示說明向量 ä 在向量 b 上的 投影點C,形成的向量 OC 即為正射影。 正射影公式:提供了計算正射影(分向量)、分 量(投影量)及投影長度的公式: . b o 在b之正射影:( |b|² -)b o 在五之分量(投影量): -> ã.b o 在6之投影長: | |b| a. b |b| 平行線上的正射影:強調向量在平行向量或直線 上的正射影結果相同。
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向量面積公式:△ABO 面積 1 = ½ƒ± √₁㹲ò – (ã · ¯)² 。 ˇ 坐標表示: △OAB 面積 ° = |x112 - x21° 2 三點坐標已知:△ABC 面積 = 1 - 2 |x2-x1 - |X3 — X1 Y2-31 - y3 - 1 。
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3. 餘切cot 0, 正割sec 0, 餘割csc 0 之 定義及相關常識 (1)銳角三角函數: △ABC中, BC=$a$, AC=$b$,AB=$c$, ∠C = 90° Answer: 設∠B=0,則: AC ∠B 之正弦 sin B = = AB 310 b C AB C ∠B 之餘割 csc B = = AC 93 BC b a ∠B 之餘弦 cos B = = AB 310 AB ∠B 之正割 sec B = = BC AC ∠B 之正切 tan B = = BC a c-a b-0 C BC ∠B 之餘切 cot B = = AC 20 a - (2)廣義角之三角函數: b
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(1)三角函數為週期函數 Ans 圖片說明了六種三角函數的週期,正弦、 餘弦、正割、餘割函數的週期為2元,而正切、餘 切函數的週期為元。 (2)先畫一週期圖形,再仿畫(複製)其他 週期之圖形 Answer: 此處說明繪製週期函數圖形的方法,即先 繪製一個週期的圖形,然後重複複製該圖形以完成 整個函數圖形。
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兩向量 OA, OB 張成的三角形 OAB 面積 1 Vā[[(ā)碗或 |x112 - X2Y1| 兩向量 OA, OB 所張平行四邊形面積 2・△OAB 面積 三點 A(xı, yı), B(X2,Y2),C(x3, y3) 已知時的 △ABC 面積 - - |(x2 − x1)(Y3 — Y1) — (x3 − x1)(y2 — y₁)| 三點共線條件 oA, B, C共線⇔(△ABC面積 = 0)
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當一個現象的呈現過程具有以下性質時,我們就說 這個過程形成一個馬可夫鏈:在任意觀察期中此現 象呈現狀態 S;時,則它在下一觀察期呈現狀態 S 的機率為Pij,即P=P(SIS)。這個性質稱為 「無記憶性」或馬可夫性質。 (2)馬可夫鏈之轉移矩陣: Answer: 轉移矩陣 Explanation: 設有一個馬可夫鏈,其可能出現的不同狀態有 Sı,S2,..., S,而由狀態 S; 轉變成狀態 S 的機 Pin P11 P12 ... P21 P22 ... P2n 稱 率為 Pij 。 則矩陣 A= : : Pn1 Pn2 Pnn 為這個馬可夫鏈的轉移矩陣。 【註】:在轉移矩陣中,每個元素 Pi)都是大於或 等於0 的數,而且每一行中各元素的和都等於1,即 n Σ > Pij = 1 (對所有 j = 1, 2, ..., n)。 i=1
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重點3 集合元素之個數及取捨原理 (1)取捨原理(排容原理) Answer: 概念性問題,無單一答案 此部分旨在說明集合論中的取捨原理 (排容原理)。 • 兩個集合的聯集: n(A ∪ B) = n(A)+n(B)−n(A∩B)。 三個集合的聯集: ∩B)-n(B∩C)-n(CNA)+n(A∩B∩C)。 三個集合的交集:n(A∩B∩C) 的公式在圖片 中似乎有誤植,正確的計算通常需要更多資訊或 使用不同的方法。
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(4)面積的變換 一區域 R(圖形 R)經線性變換 A = (a b) # 後 之圖形為R',則R'之面積=R 之原面積 a b 之絕對值。 d
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重點3 集合元素之個數及取捨原理 (1) 取捨原理(排容原理) Answer: 概念性問題,無單一答案 此部分旨在說明集合論中的取捨原理 (排容原理)。 兩個集合的聯集: n(A∪ B) = n(A)+n(B)-n(A∩B)。 三個集合的聯集: n(A∪BUC) =n(A) +n(B)+n(C)-n(An。 三個集合的交集:n(A∩B∩C) 的公式在圖片 中似乎有誤植,正確的計算通常需要更多資訊或 使用不同的方法。 @
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重點3 集合元素之個數及取捨原理 (1)取捨原理(排容原理) Answer: 概念性問題,無單一答案 此部分旨在說明集合論中的取捨原理 (排容原理) • 兩個集合的聯集: n(A ∪ B) = n(A)+n(B)-n(A∩B)。 三個集合的聯集: C-n(A∩B)-n(B∩C)-n(CnA)+n(A 三個集合的交集:n(A∩B∩C) 的公式在圖片 中似乎有誤植,正確的計算通常需要更多資訊或 使用不同的方法。 @ 。
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重點3 集合元素之個數及取捨原理 (1)取捨原理(排容原理) Answer: 概念性問題,無單一答案 此部分旨在說素合論中的取捨原理 (排容原理)。 兩個集合的聯集: n(A ∪ B) = n(A)+n(B)-n(A∩B)。 三個集合的聯集: @ ∩B)-n(B∩C)-n(CNA)+n(A∩B∩C)。 三個集合的交集:n(A∩B∩C) 的公式在圖片 中似乎有誤植,正確的計算通常需要更多資訊或 使用不同的方法。 @
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(2)加法原理
Answer: 概念性問題,無單一答案
此部分說明加法原理及其相關集合運
算。
• 互斥事件的聯集:若A∩B= þ,則
n(A∪ B) = n(A)+n(B)。
• 集合差集:n(A-B)=n(A)-n(A∩B)。
• 笛卡爾積:n(A×B) = n(A)×n(B)。
(3)部份集合個數
Answer: 概念性問題,無單一答案
此部分說明冪集(子集合的集合)的個
數。
冪集大小:n(24)=2n(A),其中
2^ = {X|X ⊂ A} 表示集合A 的所有子集合所
組成的集合
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理由: P(x,yo)在f(x, y)=0 ⇒
(x_{0}+h,y_{0})在f(x-h, y)=0
Answer: P(xo,yo)在f(x, y)=0 ⇒ (x_{0}+h,y_{0})
在f(x-h, y)=0
Explanation:
• 若點 P(x),yo)在原圖形 f(x,y)=0上,表示
f(xo, yo) = 0 °
將圖形向右平移h 單位後,原圖形上的點
P(x), yo)會移動到新點 P'(x) + h, yo) 上。
• 為了驗證新點 P'是否在新方程式
f(x - h, y) = 0 上,將 P' 的座標代入新方程
式:
of((x)+h)-h, yo)
○
= f(xo, yo)
= 0 (因為P 在原圖形上)。
因此,新點 (x + h, y) 滿足新方程式
f(x - h, y) = 0。
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6. 圖形之平移與縮 (1) 15 Answer: f(x-h, y)=0之圖形為由f(x,y)=0右移h 單位,f(x,y-k)=0 之圖形為由f(x,y)=0上移k 單 位
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(b) 平方關係 • sin²0+cos20=1(畢氏定理) 1 + tan? 0 = sec² 0 1 + cot² 0 = csc² 0 (c)商數關係 sin 0 tan 0 = cos A cos A cot 0 = sin O (d) 餘角關係 sin( 元 2 元 - 0) = cos 0 cos( 7 - ) = sin 0 元 tan( 2 · 0) = cot 0 cot( 元 2 - 0) = tan 0
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此外,同界角的三角函數值均相同,即 對於任意整數n: • sin(2nz+0) = sin 0 • cos(2nz+ 0) = cos e • tan(2nz+ 0) = tan 0 cot(2nл + 0) = cot 0 • sec(2nx+0) = sec 0 • csc(2nx+0) = csc 0 (3)基本關係 Answer: 倒數關係、平方關係、商數關係、餘角關 係 (a)倒數關係 sin 0 . csc 0 = 1 tan 0 · cot 0 = 1 cos e . sec 0=1 3
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3. 餘切cot 0, 正割sec 0, 餘割csc 0 之 定義及相關常識 (1)銳角三角函數 Answer: 正弦(sin),餘弦(cos), 正切(tan), 餘切 (cot),正割(sec),餘割(csc) 在直角三角形 △ABC中,令 ∠C = 90°且 ∠B= 0,六個銳角三角函數的定義為: 對邊 • 正弦(sin):sin B = = || b • 餘弦(cos):cos B = 斜邊 鄰邊 斜邊 C = 310 a b-a 90 b a CO 對邊 正切(tan): tan B = = 鄰邊 斜邊 餘割(CSC):sc B = = 對邊 斜邊 • 正割(sec): sec B = = 鄰邊 鄰邊 ●餘切(cot): cot B = = 對邊 11 b 20
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(2)廣義角之三角函數 y Answer: sin 0 = r , cos = r x , tan = y , a1x csc 0 = ", sec 0 = ", cot 0 = x y - X y 對於標準位置的角 0,在終邊上取一點 P(x,y) , 令 r = OP= Vx²+y²,則廣義角三角函數定義 為: y sin = r X cos 0 = r tan 0 = y - X r CSC = y r sec 0 = x cot 0 = ㄎㄨ y
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1. 弧度與角度換算 Answer: 1 弧度≈57度17分45秒 解釋 弧度(弳)的定義: 在圓上, 若弧長等於半徑, 則該 弧所對應的圓心角定義為1弧度(或1 弳)。 @ 圓周角:一個完整的圓周長為2元r,因此對應的 2ar 圓心角為 = 2元 弧度。 r 換算關係:一周角等於 360°,也等於 2元 弧 度。? 。因此,360°=2元弧度,可推算出1弧度 = 180° πT 元 。 ② o 1°= 弧度。 180 近似值: 使用 ↗≈3.1415926... 計算, 1 弧度 ~ 57°17′45″。 @ 公式應用:在使用扇形弧長公式S=re時,必 須使用弧度制。 @
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9 99.7% 信心水準之信賴區間 Step 1: 解釋99.7% 信心水準之信賴區 間 99.7% 信心水準的信賴區間與95%信心水準的概 念類似,但提供了更高的確定性。 Answer: 這意味著在重複抽樣的情況下,約有99.7% 的信賴 區間會涵蓋母體參數的真實值。 在常態分佈中, 99.7% 的數據點落在平均值的正負三個標準差 (±30)範圍內。 高中課程中提到的95%信心水準 對應於約±20(精確值約為±1.960)。 @
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95%信心水準之信賴區間 Step 1: 解釋95%信心水準之信賴區間 95%信心水準的信賴區間是一種統計方法,用於 估計母體參數(例如母體比例 P)可能所在的範 圍。 這個區間是根據樣本數據計算得出的。 Answer: 從嚴格的頻率學派解釋來看,一旦信賴區間被建構 出來,母體參數不是落在區間內就是落在區間外, 已經沒有機率可言。95%的機率指的是建構信賴 區間這個步驟的可靠性,而非特定區間本身。 這表 示如果重複進行多次抽樣並計算信賴區間,大約有 95% 的信賴區間會包含真正的母體參數值。
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獨立事件定義:若兩事件A、B 滿足 P(A∩B) = P(A)·P(B),則稱A、B為獨立事 件。 @ 多事件獨立:三事件A、B、C獨立需同時滿足 兩兩獨立條件(如P(A∩B)=P(A)・P(B)) 及三事件交集機率條件 (P(An BNC) = P(A) · P(B) · P(C)) 。 @ 性質:A、B 獨立等價於P(A|B)=P(A)或 P(B|A) = P(B),表示事件的發生不受另一事件 影響。 @ • 條件機率公式:事件B發生下事件A 發生的條件 P(A∩B) 機率為P(A|B) : = P(B) 4 。
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期望值 Answer: 期望值是隨機變數所有可能值 的加權平均,其中權重為對應的機 率。 @ 定義:隨機變數 X 的期望值 E(X),也記作u, 是其所有可能值 x; 與對應機率 p; 乘積的總 Pi 和。 • 公式:E(X) = u = xqpq + x2P2 + ... …… +xnPn 。 意義:期望值的實際意義為可能值加權出現機會 大小的平均值。 ●單位: 期望值有單位,機率無單位。
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母體與樣本:母體是研究對象的全體元素,樣本 則是從母體中選出的部分元素 。 @ 普查與抽查:普查調查研究對象的全體,抽查則 僅調查一部分。 @ 簡單隨機抽樣:抽樣時不摻入人為因素,全體中 每一個體被抽中的機會均等。 @ 隨機號碼表:表內任一位置的數字出現機率均等 且互相獨立,常用電腦程式產生 。 @ 17
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(2)伯努利分布之期望值及標準差 Step 1: 期望值(E(X)) 伯努利分布的期望值(平均值)為P。 E(X) = p = P Step 2: 變異數(Var(X)) 伯努利分布的變異數為P1- P)。 Var(X) = P(1 - P) - Step 3:標準差(o) 標準差 o 是變異數的平方根。 σ = VP(1-P) Answer: 期望值 E(X)=P;變異數 Var(X)=P(1-P); 標準差o=VP(1-P)。
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3. 伯努利試驗及伯努利分布 (1)伯努利分布 Answer: 一個只有兩種可能結果(成功或失敗)的 單次隨機試驗。 @ 伯努利試驗是一種單次隨機試驗,其結 果只有兩種可能,通常稱為「成功」或 「失敗」。 ● 隨機變數X 定義為:成功時X=1,失敗時 X=0。 成功的機率為 P(X = 1) = P。 ● 失敗的機率為P(X = 0) = 1 - P。 ● 這種機率分布稱為伯努利分布。 (2)伯努利分布之期望值及標準差 Step 1: 期望值(E(X)) 伯努利分布的期望值(平均值)u 為 P。 E(X) = p = P @
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(y-k)² (3)雙曲線 a² (上下型)(Hyperbola (y-k)² (x − h)² (x-h)? (x − h)² - b2 =1 = 1 (up-down a² type)) b2 Answer: ① c2 = a²+b²②中心是(h, k) ③ 頂點 為 A(h, k + a)、A'(h,k-a)④焦點為 F(h, k+c)、F'(h,k-c)⑤貫軸 AA'的長為 2a,共軛軸 BB' 的長為 2b ⑥ 正焦弦長為 (x-h)² 262 7 a 漸近線的方程式為 (y-k)² (x − h)² = =0。 a² b2 Explanation: 此為上下型雙曲線的標準特性。
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3. 機率質量函數(Probability Mass
Function)及機率分布(Probability
Distribution)
Answer: 機率質量函數(Probability Mass
Function)及 機率分布(Probability Distribution)
設 X 為離散型隨機變數,其值域為
Rx = {x1, X2, ..., x„} • ÈÃÛK
。
定義函數
n
f(x) = Px(X = xi,X;∈Rx),則 f 稱為 X 的
機率質量函數(簡稱機率函數)
。
由(xi,f(x))
組合而成的集合稱為X 的機率分布(或稱機率分
配)。 二
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1. 隨機試驗(Random Experiment)
Answer: 隨機試驗(Random Experiment)
一試驗有一組可能結果,但不能確定是哪一個,且
此試驗可重複進行,這種試驗稱為隨機試
驗
。 @
2. 隨機變數(Random Variable)
Answer: 隨機變數(Random Variable)
將隨機試驗的結果數值化,把樣本空間
S = {W1,W2,...,wn}中的每一樣本點W;對應到
某一實數 x; 的實值函數 X,稱為此試驗的隨機變
數。
j
● 離散型隨機變數:X的值域
Rx = {x1,x2,...,x;}為離散集合。
Wi
● 連續型隨機變數:X的值域Rx 為一實數區間內
的任何一實數。
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(5)焦半弦(徑) Answer: PF 若 F 為雙曲線之焦點,P為雙曲線上一點,則 PF 叫此雙曲線之焦半徑(弦) 。
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5. 雙曲線圖形平移(Hyperbola Graph Translation) (1)T 平移讠= (h,k)之新位置之方程式 (Equation of new position of T translated by V= (h, k)) - Answer:方程為 (x − h)² (y - k)² a² = 1 或 b2 (y-k)² x :- h)² 1。 a² b2 Explanation: 將原方程式中的x 替換為(x-h),將y替換為 (y- k),即可得到平移後的方程式。
ページ42:
(2)雙曲線 (x − h)² - a² (左右型)(Hyperbola (x-h)² (y-k)² (y-k)² b² 1 1 (left-right a² b² type)) Answer: ① c2 = a² + b²②中心是(h, k) ③ 頂點 c² 為 A(h + a, k)、A'(h-a,k)④焦點為 F(h + c, k)、F'(h-ck) ⑤ 貫軸 AA'的長為 262 2a,共軛軸 BB' 的長為 26 ⑥ 正焦弦長為 ⑦ (x − h)² (y-k)² - a 漸近線的方程式為 a² Explanation: 此為左右型雙曲線的標準特性 。 = 0。 b2
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1.雙曲線之基本性質 Answer: 該圖片為數學教材,旨在說明雙曲線的標 準方程式、中心、軸端點、共軛軸端點、焦點、漸 近線、正焦弦長、貫軸長、共軛軸長及二焦點相距 等基本性質。 ● 圖片中列出了四種標準形式的雙曲線方程式及其 對應的性質。 這些性質包括水平或鉛直軸向、中心(h,k)的 坐標、頂點坐標、焦點坐標以及漸近線方程式。 同時也說明了 a,b,c之間的關係式 262 a c² = a² + b²,以及正焦弦長 等重要公 式。 圖示展示了四種不同方向的雙曲線略圖,輔助理 解其幾何特性。
ページ44:
(3)正焦弦 Answer: 雙曲線之焦弦中,垂直貫軸者叫正焦弦。 正焦弦(Latus Rectum)是雙曲線的焦弦中,垂 直於貫軸(Transverse Axis)的那一條。 (4)正焦弦長 Answer: 262 a 對於標準型雙曲線方程式 12 a² - X 62 (y-k)² a² 262 a @ || a² b2 - (x − h)² - 1 (y – k)² a² =1及 b2 =1,其正焦弦長皆為 (x − h)² - b2
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11. 單調函數定義 Answer: 單調函數的定每 設 m、n 為函數f定義域之任二元素: 若滿足「若 m > n,則 f(m) ≥ f(n)」,稱為遞 增函數。 • 若滿足「若 m > n, 則 f(m) ≤ f(n)」,稱為遞 減函數。 • 若滿足「若m>n,則f(m)> f(n)」,稱為嚴 格遞增函數 。 @ • 若滿足「若m>n,則f(m)<f(n)」,稱為嚴 格遞減函數。 遞增函數及遞減函數統稱為單調函數(monotonic function),而嚴格遞增函數及嚴格遞減函數則稱為 嚴格單調函數。 @
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y=0。 讀法: a≥b讀作「a不小於 b」;a ≤b讀作「a不 大於 b」。
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首數與尾數 設a>0,存在整數na=10″b且 1 ≤ b < 10,則log a = n + logb且 0 ≤ log b < 1,n叫log a 之首數,log b叫 log a 之尾數。 (1)正數a之整數部分為n位數,則: n-1≤ log a <n log a 之首數為n-1 (2) 正小數 a 在小數點後最初有n個零, 則 −(n + 1) ≤ loga < −n,即loga之 首數為 −(n + 1) log2=0.3010;log3=0.4771;log7=0.8451
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(3)常轉換形式 ①自m個不同物,全部給人之給法 Answer: 共 n”種(重覆排列)。 ②自m個相同物,全部任給n人之給法 Answer: 共 C'+n-1 = H" 種(重覆組合)。 m (4) 設m, n∈N,n∈N,則 x1 + x2 + ... +x =m之非負整數解 n Answer: 共 Cm+n-1=H"種。 例如:x+y+z=5之非負整數解視為5個相 同物1,1,1,1,1 全部給x,y,z三人,其方法數為 C+3-1 = H 種。
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17 列出了如何計算三個集合交集的公 n(A∩B∩C)=n(A)+n(B)+n(C)-n(AUB 加法原理 處理不相交集合或集合運算: ·若A∩B=中,則n(AUB)=n(A)+n(B) O • 集合差集:n(A - B) = n(A) - n(A∩B)。 笛卡兒積:n(Ax B) = n(A) xn(B)。 部分集合個數 對於一個有限集合A,其冪集(所有子集合的 集合 2 )的元素個數為:n(2)=2n(A)
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取捨原理(排容原理) 用於計算兩個或三個集合聯集的元素個數: 兩個集合A、B 的聯集: - n(A ∪ B) = n(A) + n(B) − n(A∩B) · 三個集合A、B、C的聯集: n(A∪BUC) =n(A)+n(B)+n(C)-n(A∩B
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3. 遞迴法(Recursion) 核心關鍵:「前後項關係」。 定義:將一個複雜的問題(規模為n)轉化為 較小規模(如n-1 或 n−2)的同類問題,並 設定初始條件(如n=1或2時的解)。 • 範例:費氏數列(Fibonacci sequence)。 ◎ 初始條件:aj = 1, a2 = 1 ○ 遞迴關係式:an=an-1+an-2 (當n≥3 • 應用場景:常用於處理排隊問題(不可相鄰). 走樓梯問題(一次跨一階或兩階)或河內塔問 題。
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2. 加法原理 (The Addition Principle) 核心關鍵:「分類」且「互斥」。 • 定義:若完成一件事有k類方法,第一類有m 種,第二類有 nz 種,且各類方法之間互不重疊 (不可同時發生),則完成此事的總方法數為 ny + n2 + ... +k。 • 範例:從甲地到乙地,搭火車有3班,搭客運 有4班。則從甲地到乙地共有3+4=7種方 式。
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1. 乘法原理 (The Multiplication Principle) 核心關鍵:「分段」且「連續」。 • 定義:若完成一件事需經過k個步驟,第1步 有ng 種方法,第2步有ng種方法………則完成 此事的總方法數為ng × n2 X... Xnk o 。 範例:從A地到B地有3條路,從B地到C地 有2條路。則從A經B到C共有3x2=6種 走法。
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· 全取排列: 若n件不同物全取排列(即m = n),則: n! n! Pn = = = n! n (n - n)! O! (註:定義 0!= 1) 3. 重複排列(Permutation with Repetition) 自n種不同的物品中,可重複選取m件排成一 列。由於每一位(共 m 個位置)都有n種選擇, 依乘法原理: 總數為: nXn×n× ... × n = nm m 1
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重點歸納: 直線排列P:不可重複,總數會隨著位置遞 減。 重複排列n: 可以重複,每個位置的選擇權始 終保持n種。
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1.排列的定義 自n件不同的元素中,選取 m 件(m≤n),並依 照特定的順序、位置或輕重進行排列,稱為排 列。 2. 相異物之直線排列(Linear Permutation) 自n件不同物中取出m 件排成一列的總數,記作 P或P(n,m)。其公式推導如下: 乘法原理推導: Pi=nx(n-1)x(n-2)x...× (n - m + 1) m 個因子 階乘表示法: 利用 n!(n 階乘)的定義,可簡化為: Pn = n! m (n - m)! • 全取排列: 若n件不同物全取排列(即m = n),則: n! Pa = n! = = n! O! n (n - n)! (註:定義 0!= 1)
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③ 巴斯卡定理推論(Corollary of
Pascal's Identity)
Answer:
CP+n
q+n = C²º · C² + C² · C²
151
+
9~1
9-2
+
如
• + C² · C{ + C³ · C² + C8 · C² = €³+5 = €¹³
+8+5
13
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2.不盡相異物之直線排列 Answer: 這是一個關於不盡相異物直線排列的數學 概念說明。 這段文字定義了如何計算含有相同物品的 直線排列方法數,並提供了理由說 明: @ 定義: 設有n件物品,其中有k種不同種類,每 類分別有 my,m2, …, me 個相同物品,則總排列 種方法。 數為 n! my!m2!...mk! 符號表示:可用符號(mm,... mk)表示 • 條件:其中n=my+m2 + ... + mk。 • 理由說明: 舉例說明 aqaza3bc的排列有 5! 種方 法,而 aaabc 的排法則是 5! ÷ 3! (將相同的 a 視 為不同後再除以其內部排列數3!)。
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(2)街道之捷徑走法 Answer: 略 題目說明了棋盤式街道捷徑走法可轉換為不盡相異 物排列問題。 例如,從左下角A點到右上角B 點的 捷徑,如果需要向右走3次、向上走4次,則總共 7! 的走法數量為 種。 3!4! (3)某些元素之順序固定(不一定相鄰) Answer: 略 題目說明了在n個人排成一列時,若其中 A1,A2,...,A的順序固定,可以將這些人視為相 n! 同的物件,先進行排列,總共有 種排法,然後 m! 再將 Aı,A2,…,A依指定順序填入這些位置。
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③巴斯卡定理推論(Corollary of
Pascal's Identity)
Answer:
c²+n = c² · c² + c² · c²-1 + C² · C²
q+n ·
151
9-2
+
如
18
• c³ · c³ + C² · c{ + c³ · C² + C³ · C² = C³
18+
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(4) 組合性質(Properties of Combinations) ①對稱性(Symmetry) Answer: 設 0 ≤ m≤n,則C=Chi-m,故知 C18 = €18 16 O • 從n個物件中取出m個的方法數,相當於留下 n− m 個的方法數。 ②巴斯卡定理(Pascal's Identity) Answer: 設 1 ≤ m ≤ n-1,則 Cn = C-1 + Cn-1。 m- −1 +C@ 此性質與巴斯卡三角形(楊輝三角形)的關係式 一致。
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(3)P與C之關係(Relationship between Permutation and Combination) Answer: 求排列總數 P" 可先分組,每組再加以排 m 列。 因分組總數為C種,而每組有 P = m! 種 m m 排法,故知 P = Ch×Pm=Ch×m!。 @ Pn 此關係式可推導出 C m = = m m! n! m!(n - m)!
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m! Answer: (1) n!, (2) C(m,m-n) (3) (m - n)!n! C(m − 1, n − 1) + C(m − 1, n) (推論1)2,(推論2) C",C",C(推論3)r,2r,P2(推論4) Pitk r+k 這張圖片是關於排列組合(P(m,n)和 C(m,n))計算的筆記,其中包含了幾個重 要的公式和定理: • 重點1:展示了排列(P)和組合(C)之間的關係, 以及組合數(C(m,n))的定義公式。 餘組合計算:說明了組合數的對稱性質,即從m 個元素中選取n個的組合數等於從 m 個元素中選 取m-n個的組合數。 • 巴斯卡定理:提供了計算組合數的遞迴關係式, 即一個組合數可以由兩個較小的組合數的和得 到。 推論:列出了幾個由基本公式和定理衍生的其他 重要關係式,包括: ○ 巴斯卡定理的擴展形式。 ◎ 範德蒙恆等式(Vandermonde's Identity)< ○ 排列數(P)的遞迴關係式。 ○ 排列數的乘積關係。
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4. 重覆組合(Repetitive Combinations) Answer: 重覆組合的意義是從n種不同的物件中, 每種都多於 m 個,每次取出m 個為一組,且各組中 每種物件可以重覆選取。 計算符號 H可以轉換為 組合符號C 來計算,即H = C⁑+m-1。 其理由是將 m 個相同的物件(例如用「○」表示) 與n-1個隔開線段進行排列組合,每一種排列方 式恰好代表一種重覆組合。 總共有m+(n-1) 個 位置,選擇其中 m 個位置放「○」,剩下的放隔開 線,因此有 C+n−1 種排法。 m
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3. 組合(Combinations) (1)組合意義(Meaning of Combination) Answer: 從n 個不同物件中,每次取出m個不同物 件為一組(m ≤ n),同一組內的物件若不計其前後 順序,就叫做從n中取m 的組合。 組合強調「不計順序」,僅考慮選取的物件集 合。 。 (2)組合總數及記號(Total Number of Combinations and Notation) Answer: 從 n 個不同事物中,每次取出m個為一 組,每一組稱為一種組合,所有組合的總數稱為組 合數,以 C(n, m)或C或C表示。 @ n! • 組合數的計算公式為 C = m!(n-m)!
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(3)一些元素固定順序(不一定相鄰)之 排列 Answer: 先以空位留給順序已定之元素,與其他元 素一起排列,排定後每一種再依限制排空位 此方法是將固定順序的元素視為相同的空位,先進 行排列,再將這些元素依指定順序放入空位中。
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3不盡相異物之排列 (1)不盡相異物排列 Answer: n! m1!m2!...mk! 設有n件物品,共有k種不同種類,第一類有my 個相同,第二類有m,個相同,...,第k類有 mk 個相同,則將此n件物品排成一列,共有 n! m1!m2!...mk! 種方法。 (2)街道捷徑走法 Answer: (m+n)! m!n! (m + n)! 向右 m 次,向上n次之捷徑走法共 種。 m!n!
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Ë直線排列問題中處理限制條件 「六個重點觀念與公式: n件相異物全取排列方法數為n! 種。 相鄰問題視為一個整體先排列,再考慮內部的排 列。 男女相間排列時,通常先排人數較多的一方,再 將另一方插入空隙。 反面計算是使用「全部方法」減去「不合方法」 來求解。
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二點5重覆組合與重社 (1)重覆組合 Answer: 自n種(類)不同物,選出m個為一組 (這個不分順序),此為重覆組合,其方法數以 H(n,m)或S(n,m)或C(m+ n-1,m)表 示。 @ 註: C(個+種− 1, 個)。 (2) 重覆排列 Answe自n種(類)不同物,選出m個來排列 (配順序或地位),此為重覆排列,其方法數為 m n × n X ... × n = n 種。
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這張圖表說明了組合(Combinations) 【的四個重點觀念: 組合數定義:從m個相異物中選出n個為一組 (不分順序)的方法數,共 C(m,n)種。 含特定元素之組合: ◎ 若某甲一定含在內,方法數為 C(m- 1, n - 1)種。 ○ 若某甲一定不含在內,方法數為C(m-1,n) 種。 同類不相鄰:將m個「O」與n個「X」排成一 列,使「○」不相鄰的排法數為C(n + 1, m) 種。 分組之組合及排列:針對元素不盡相異或有限制 條件的情況,需依據選取個數或已知條件分別討 論可行情況。
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(3)常轉換形式 ①自m 個不同物,全部任給n人之給法 m Answer: 共n 種(重覆排列)。 ②自m個相同物,全部任給n人之給法 Answer: 共 Cm+n-1 = H種(重覆組合)。 (4) 設m, n∈N,n∈N,則 x1 + x2 + ... + xn=m之非負整數解 Answer: 共 Cm+n-1 = H種。 例如:x+y+z=5之非負整數解視為5個相 同物1,1,1,1,1 全部任給 x, y, z 三人,其方法數為 C+3-1 = H種。
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6分堆、分箱、分配問題 (1)相異物依某些數量分堆時 Answer: 數量相同之二堆對調仍視為同一種。 Explanation: 當相異物件依照特定數量分堆時,如 果有多堆的數量是相同的,那麼這些數量相同的堆 彼此對調位置,在分堆問題中仍被視為同一種分 法。 因此,若有n堆數量相同,需要除以 n! 來排 除重複計算。② (2)相異物依某些數量給人 Answer: 可先分堆再配給人。 Explanation: 將相異物件分給特定的人時,可以先 將物件依照指定的數量分成幾堆,然後再將這些已 經分好的堆分配給不同的人。
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(3)分箱問題 箱子相同,視為分堆;箱子不 同,視為給人。 Explanation: 分箱問題的處理方式取決 於箱子是否相同。 東西相同,箱子相同:計算整數分割數。 東西相同,箱子不同:使用重複組合方式計算 O · 東西不同,箱子相同:屬於分組(分堆)問題。 東西不同,箱子不同:屬於分配(重複排列)問 題。
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• 虛數單位:定義為i=V-1,滿足 2 = −1。 • 複數:形如a+bi的數,其中a和b為實數。a 稱為實部,b稱為虛部。 純虛數:當複數的實部a=0且虛部b≠0時, 稱為純虛數。 O 共軛複數:a+bi的共軛複數為a-bì。
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ax² + bx + c = a(x − a)(x − ß) = a(x² − (a + ß Step 2: 係數比較 - 比較係數可得兩根和與兩根積的關係: - _ b a+B=- a+阝 - a - ap = a CO
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Step 2: 根的類型 若²-4ac>0,則有二相異實根 。 若b2-4ac = 0,則有二相等實根(或稱二重 根)。 若b² − 4ac < 0,則有二共軛虛根 。 (3)根與係數關係 b Answer: 兩根和x+f=- ;兩根積 ap = a Step 1:韋達定理 CO a 2 設 a ≠ 0,若 a, p為ax²+bx + c = 0 之二根,則 方程式可寫為: ax² + bx + c = a(x − a)(x − ß) = a(x² − (a + ß -
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3. 複數之相等與運算性質 Answer: 圖片內容是關於複數的相等、四則運算 運算性質及注意事項的數學教學內容 圖片提供了關於複數(Complex Numbers)的基本概念和規則的詳細說 明,主要内容包括 複數之相等:定義了當 a,b,c,d 為實數時,若 a+bi=c+di,則a=c且b=d。 複數之四則運算:說明了複數的加法、乘法、除 法規則。 運算性質:列出了複數運算的封閉性、交換律、 結合律和分配律。 注意事項:強調了複數沒有大小定義,虛數與複 數的區別,以及a, b 為實數時 a²+b²=0→a=b=0的性質,並指出此 性質在 a, b 為複數時不一定成立。
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Step 3: 解出 x 整理並解出 x: b b² x+ = 土 2a b - -4ac 4a² b2-4ac x || | 土 2a 2a (2)根之性質 Answer: 根的性質由判別式 D = b2-4ac決 定 Step 1: 判別式定義 判別式 D = b² −4ac 可用於判斷實係數一元二次 2 方程式 ax²+ bx + c = 0 的根的屬性。 Step 2: 根的類型 若b² − 4ac > 0,則有二相異實根。 ●若b2-4ac=0,則有二相等實根(或稱二重 根)。 若b²− 4ac < 0,則有二共軛虛根。
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9. f(z)性質(f(z) Property) Answer: 若 f(x) = Anx" + An−1x”−1 + ... + aqX + aj 為一實 係數 n 次多項式, z 為一複數,則f(z) = f(z) 10. 實係數n次方程式共軛對之根 (Conjugate Roots of Real Coefficient $n$th Degree Equations) Answer: (1) 共軛虛根(Conjugate Imaginary Roots): 設 f(x) = anx" + an−1x″-1 + ... + aqx + aq = 0為 一實係數n次方程式,且虚數a+bi為f(x)=0的 一根, 則共軛虛數a-bi亦為f(x) = 0 的一根。 (2) 共軛根式根(Conjugate Radical Roots): 設 f(x) = anx" + an-1x" + ... + aqx + a)為有理 係數多項式, vc 不為有理數且 b ≠ 0, 若 a + bve 為 f(x) = 0 之一根,則a-bVC亦為f(x) = 0 之 一根。
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6.實係數之一元二次方程式 (1) 一元二次方程式之公式解 −b ± Vb² − 4ac Answer: x = Step 1: 推導過程 2a 對於任意實係數一元二次方程式ax²+bx+c=0 (a≠0),可透過配方法推導出公式解。 b 首先將方程式改寫為a(x²+ x) = -co a Step 2: 完成配方 將左式配方為完全平方項: a(x + 鄙=+0 Step 3: 解出 x 整理並解出 x: x+ b 2a x || | = + b 土 2a b2 - 4ac 4a² b2-4ac 2a
ページ81:
11. 有理根: Answer 牛頓定理(Rational Root Theorem) 這個問題是關、整係數多項式的一次因式 檢驗法,也就是牛頓定理。 定義: 如果一個整係數多項式 f(x)有一個整係數 b 的一次因式 ax - b,那麼就是 f(x) = 0 的一 a 個有理根。 方法:尋找有理根的過程就是利用牛頓定理,先 找出所有可能的整係數一次因式,進而找到所有 的有理根。 條件:其中a必須是f(x)最高次項係數的因數, 而b必須是常數項的因數。
ページ82:
7. 多項方程式(Polynomial Equation) Answer: (1) 定義(Definition):f(x)是一個n次多項 式, 我們稱為n次方程式 f(x)= 0。(2) 解與根 (Solution and Root):找使得 f(x) = 0 成立, 這就 是方程式 f(x) =0的問題,如果一個數滿足 f(a)=0,就稱a是f(x)=0的:根或解或零 點。 8. 代數基本定理(Fundamental Theorem of Algebra) Answer: (1) 代數基本定理(Fundamental Theorem of Algebra):每一個n次方程式,只要n≥1, 就至少 有一個複數根。(2) 推論1 (Corollary 1): k 重根算 k 次時, n次方程式恰有n個根。【註】(Note):一般 的五次或五次以上的方程式,求解公式不存在。
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定理名稱: 中間值定理(Intermediate Value Theorem)。 適用對象:多項式函數f(x)。 核心概念:對於介於 f(a)和f(b) 之間的任意數 m,在區間(a,b)內必定存在一個數c,使得 f(c) = m。
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13. 求無理根之近似值 (1)二分逼近法 Answer: 二分逼近法 •設f(x)=0為一多項方程式,若a<b且 f(a). f(b) <0,則知 f(x)=0存在一根x,使 a<a<bo a+b • 再求出 f( 2),觀察f(a)f( f(97 a+b. -)<0或 2 a+b. ·) · ƒ(b) < 0 ° 2 • 如果f(a) · f( 10 ) a+b a+b ·)<0⇒a< a < 。 2 ● 如果f(a+b). 2). f(b) < 0 ⇒ a+b <a<bo 2 2 重複此過程,即可求得無理根的近似值 。
ページ85:
(d) 有二個實根(含重根) Answer: (d) 有二個實根(含重根) 圖形A 到B 之間與x軸有一個切點c,即 f(c) = 0, 表示有兩個重根。
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(a)有一個實根 Answer: (a)有一個實根 圖形A 到B 之間與x軸有一個交點c,即 f(c) = 0, 表示有一個實根。 (b) 有三個實根 Answer: (b) 有三個實根 圖形A 到B 之間與x軸有三個交點C1,C2,C3,即 f(cq) = f(c2) = f(cg)=0,表示有三個實根。 (c)沒有實根 Answer: (c)沒有實根 圖形A 到B 之間與x軸沒有交點,即不存在c使 f(c)=0,表示沒有實根。
ページ87:
3.負數開根號的乘法性質 Answer: -Vab ₺a < 0, b < 0, BIJ √√a · √√b = √√ai · √√bi = √√ab i² = √(-a)(−b 4.(1±i)²的運算 Answer: 2i, -2i (1 + i)² = 2i; (1 − i)² = −2i ° - 5. 特殊複數() = -1 ± Vi 2 的性質 Answer: 1, 0 若 (0 -1± Vi 2 , ‚ Ƒ!] w³ = 1, 1 + w + w² = 0 ° 1±√√31 6. 特殊複數(w = 的性質 2
ページ88:
1.二分逼近法與十分逼近法 Answer: 二分逼近法與十分逼近法是求方程式近似 解的數值方法 這兩種方法都是利用函數在區間端點的正 負號轉變來縮小根的範圍。 ② 二分逼近法每次將區間二等分,檢查中點的函數 值,將根的可能範圍縮小一半。 • 十分逼近法則是將區間十等分,找出正負號轉變 處所在的較小區間,將根的範圍縮小為原來的十 分之一。 透過重複這些步驟,可以逐步逼近根的精確近似 值。
ページ89:
1±√√√3 i 6. 特殊複數() = 的性質 2 Answer: -1,0 若 () = 1± Vi 2 03 ², 則 w² = -1, 1-w+w²=0。
ページ90:
.複數相等及共軛複數 (1) 複數相等 Answer: 詳見以下說明 設a, b,c,d為實數。 • a+bi=c+di⇔a=c且b=d。 • 求a+bi之平方根:令 a + bi = (x + yi)² = (x² − y²) + 2xyi • A - 2xyi。因 此,x² − y2 = a,2xy = b,可先求出 x² + y),再求出 x, y。 @ (2)共軛複數 Answer:詳見以下說明 • 若Z=a+bi (ah∈R),則 Z = a - bi° e • Z為實數 Z=Z;Z為純虛數 Z=-Z 且Z≠0。 @ ● 共軛複數的運算性質: Zq+Z=Z+ Z22 ©Zq-Zq=Zq-2
ページ91:
1. 複數標準式及實部、虛部 Answer: a, b 設 a, b ∈ R, Z =a+bi為Z之標準式,則實部 R(Z) = a, 虛部I(Z)=b(而非bi)。 2. 虛數單位的性質 Answer: V-1,-1,-i, 1, i, 0, 0 :3 - 1 = √=ī,P² = −1,8 = −1,8 = 1, ½ = −4, V-T,? i .3 1 + i + i² + i² = 0。 -i, ⇒ im + ¡m+1 + ¡m+2 + ¡m+3 = ¿m (1 + i + i² + i³) i㎡(1 +2+) 3.負數開根號的乘法性質 Answer: -Vab 若 a < 0, b < 0,則 √√a⋅ √√b = √ai · √√bi = √√ab i² = √(-a)(−b¸ °
ページ92:
(2)共軛複數 Answer:詳見以下說明 • 若Z= a + bi (a, b ∈ R),則 Z=a-bi。? Z為實數⇔Z=Z;Z為純虛數⇔ Z=-Z 且Z≠0°? 共軛複數的運算性質: Zy+ Z2 = Z+ Z2 1 - Z₁ – Z₂ = Ž₁ – Ż₂ • Z₁ ⋅ Z₂ = Z₁ · Z₂ • Z1 = Z₁ Z₂ Z₂
ページ93:
代數基本定理:每個≥1次方程式至少有一個複 數根。 @ 根之個數:n次方程式恰有n個根(重根算多 個)。。 根成共軛對:實係數方程式的虛根、有理係數方 程式的根式根會成對出現。 三次方程式根與係數關係:若 a, B, r 為 ax² + bx² + cx +d=0的三根,則 h x+B+y= -,ap+py+ya = a C - a , apr = - d-a 。 $
ページ94:
1.重點3:一元二次方程式 (1)實係數之一元二次方程式 分解為a(x-a)(x- B) = 0⇒ x=x或x=f • 公式解 ax² + bx + c = 0⇒ x= (2) 虛係數 -b±√√√b2-4ac 2a • 設 a,b,c為複數,ax²+bx+ c = 0, 其中 0㎡ = b2-4ac之一平方根 ⇒ x = -b±w 2a 【註】: b2-4ac為虛數時,一般書本上視 b2-4ac為無意義。 (3) 根之性質(設 a, b, c為實數, ax² + bx + c = 0(a≠0)之二根x, p, = b² - 4ac) • ①實根⇔D≥0 • ②相異實根⇔D>0 b ③ 二正根 ⇔ D ≥ 0, − º > 0, £ > 0 - a b a C ④二負根 D ≥ 0, - <0,0>0 a a
ページ95:
(3) 根之性質(設 a,b,c為實數, ax² + bx + c = 0(a≠0)之二根a, B, D = b² - 4ac) ①實根⇔D≥0 ②相異實根⇔D>0 b - > 0, 1 > 0 ③二正根⇔D ≥ 0, - ④二負根⇔D≥ 0, − - a b - a 02 < 0, > 0 a a ⑤一正一負根⇔ac<0 ⑥有零根 ⇔c=0 (4)根與係數關係(設a,B為 ax² + bx + c = 0(a≠0)之二根) ①a+阝 ②ap= = a b a ③ aa² + ba + c=0 ④ap²+bf+c=0
ページ96:
1. 由函數圖形看出方程式及不等式之解 Answer: 該內容為數學教學材料,說明如何從函數 y = f(x) 的圖形判斷方程式 f(x) = 0 及不等式 f(x) > 0, f(x)>0,f(x)≤0的解 說明: f(x)=0的解為函數圖形與x軸的交點座標,即 x=y或x=ß或x=x。 f(x)>0的解為函數圖形在x軸上方時對應的x 範圍,即y<x<B或x>a。 f(x) ≥ 0 的解為函數圖形在x軸上方或與x軸交 接時對應的x範圍,即y≤x≤或x≥a。 f(x) ≤ 0 的解為函數圖形在x軸下方或與x 軸交 接時對應的x範圍,即x≤y或≤x≤a。
ページ97:
2.一次不等式之解(Solving Linear Inequalities) Answer:見圖片內容 一次不等式(Linear Inequality): 設 a ≠ 0,則 ax > b或 ax <b稱為一次不等式。 @ 解法(Solution Method): 設 a≠0,若 ax-b>0⇒ ax > b: b ○ 當a>0時,解為x> O a b 當a<0時,解為x< 。 a 圖解(Graphical Representation):圖片展示了 線性函數 y = ax + b 的圖形與 x 軸交點 ( 2 ) 的 a 關係,以及在不同a值下,滿足y > 0 (即 ax + b > 0) 的 x範圍。 當a>0時,斜率為 正,圖形向右上方傾斜;當a<0時,斜率為 負,圖形向右下方傾斜 。
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勘根定理:對於連續函數f(x),若a<b且 f(a). f(b) < 0,則在(a,b)之間必有奇數個 根。 • 根個數預測:若f(a)-f(b)>0,則在(a,b)之 間若有根,必是偶數個根。 ● 無理根近似值:可利用勘根定理來勘查無理根的 位置,並使用二分逼近法或十分逼近法求近似 值。
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Answer: itt 說明了二次函數y = ax² + bx + c 與x軸交點的關係,以及如何根據a的正負(開口 方向)和不等式的符號來確定解的範圍。 •a>0時,拋物線開口向上。 當函數值≥0時, 解為x落在兩根之外(x ≤ ß或 x ≥ a);當函數 值<0時,解為x 落在兩根之間(p < x < a)。 •a<0時,拋物線開口向下。 當函數值≥ 0時, 解為x落在兩根之間(≤x≤a);當函數值 <0時,解為x落在兩根之外(x < 或 x > a) 。 判別式 b² − 4ac <0表示拋物線與x軸沒有交 點,此時函數值恆為正(a> 0)或恆為負 (a < 0)。
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定義: 設 a≠0, a, b, c 為實數,則 ax² + bx + c ≥ 0 及ax²+bx+c<0稱為二 次不等式。 求解方法: 因式分解:將不等式化為(x-x)(x - B) ≥ 0 或(x - x)(x-1)≤0型(確保平方項係數為 正) 。 ○解的範圍:若a>,則 (x - a)(x - B) ≥0⇔x≤或x≥a; ß) (x - a)(x - B) ≤ 0 ⇔ B≤x≤a。 圖形觀察:透過繪製二次函數 y = ax² = ax² + bx + c的圖形,觀察函數值(y) 為正或為負時對應的x值範圍。
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1. 解釋二次函數不等式解法 Answer: (1) a>0時,若ß和x為兩根且<a,則 ax² + bx + c ≥ 0⇔x≤或x≥a; ax² + bx + c < 0 ↔<x<a°(2) a<0 時,若 B 和x為兩根且ß ≤ a, 則 ax² + bx + c ≥ 0 ↔B≤x≤a; ax² + bx + c <0⇔x<阝或x> a。 (3) a ≠ 0, b² − 4ac <0時,二次函數 ax² + bx + c 恆正或恆負。
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4. 高次多项不等式(Higher-degree polynomial inequalities) (1)n次多項不等式(n-th degree polynomial inequality) Answer:概念性問題 設 a ≠ 0, an anx" + an-1X^-1 .n anx" + an−1x' 次多項不等式。 + ... + aqx + 20≥ 0 或 aqx+ag + ... + aqX + ap<0為一般 n (2) 解法(Solution method) Answer: 程序性問題 Step 1: (Factorization) 先將不等式質因式分解,化為 - - (x − a₁)™¹ (x — a2)™² …..(x — ak)™k (x² +α₁x + b₁ 其中 x² + ajx + b;≥0恆成立(注意兩方先乘 - ¹) ⇒ (x − a₁)(x − a2)…..(x − ak) ≥ 0 ✯ ≤ 0 ° an Step 2: Judging factor powers) ,
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Step 2: 判斷因式冪次(Judging factor powers) 若 (x - ai)之m; 為奇數,則(x-a):≥0與 (x-a;)≥0相同。 若(x-a;)之m;為偶數,只判斷a; 是否為其 解。 Step 3: 數線標示(Number line marking) 再用數線標示正負區間 ⇒ 看出其解 Answer: 詳見上述步驟說明 。
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1. 解釋二次函數不等式解法 Answer: (1) a>0 時,若和x為兩根且ß<a,則 2 ax² + bx + c ≥0⇔x≤阝或x≥a; ax² + bx + c < 0 ⇔ <x<a°(2) a<0 時,若 ß B 和x為兩根且ß ≤ a,則 ax² + bx + c≥ 0⇔B≤x≤a; 2 ax² + bx + c <0⇔x<阝或 x > a。(3) a ≠ 0, b² − 4ac <0時,二次函數ax² + bx + c 恆正或恆負。 Answer: 此圖像說明了二次函數 y = ax² + bx + c 與x軸交點的關係,以及如何根據a的正負(開口 方向)和不等式的符號來確定解的範圍。 •a>0時,拋物線開口向上。當函數值≥0時, 解為x落在兩根之外(x≤阝或 x ≥ a);當函數 值<0時,解為x落在兩根之間(p< x < a)。 •a<0時,拋物線開口向下。 當函數值≥ 0時, 解為x落在兩根之間(ß ≤ x ≤ a);當函數值 <0時,解為x落在兩根之外(x < 或 x > a) 。
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x-3 (1) * - 3 /√≥0 x+2 20 Step 1: 將分式不等式轉換為多項式不等 式 根據分式不等式的解法原則,將 x-3 ≥0轉換為 x+2 (x−3)(x+2)>0,並確保分母不為零,即 x+2≠0。 Step 2: 解多項式不等式 解(x− 3)(x + 2) ≥ 0 可得 x ≥ 3或x≤−2。 Step 3:考慮分母限制 排除使分母為零的值,即排除x=-2。因此,解 集為x≥3或x < −2。
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Step 2: 解多項式不等式 解(x−2)(x+4) < 0 可得 −4 < x < 2。 Step 3:考慮分母限制 排除使分母為零的值,即排除 x=-4。因此,解 集為 −4 < x <2。 Answer: −4 < x < 2
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x-2 (2) < 0 x+4 Step 1: 將分式不等式轉換為多項式不等 式 根據分式不等式的解法原則,將 x-2 <0轉換為 x+4 (x − 2)(x + 4)<0,並確保分母不為零,即 x+4≠0。 Step 2: 解多項式不等式 解(x − 2)(x + 4) < 0 可得 −4 < x < 2。
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高次不等式及分式不等式 (1)高次不等式 Answer:此為數學觀念說明,無須計算 此處說明如何解高次不等式:首先將 f(x) 分解為 (x-aq)(x-a2)...(x-a)(恆正因式).(不為 的形式。 接著,根據不等式的類型,處理 (不為負因式)等於零的解。 • 對於 f(x) ≥ 0,解(x-aq)…(x-an)≥0後, 需加入g(x)=0的解。 • 對於 f(x)>0,解(x-aq)...(x-an) > 0 後, 需去掉 g(x) = 0的解。 • 對於 f(x) ≤ 0,解(x-aq)…(x-an)≤0後, 需再加入g(x)=0的解。 • 對於 f(x)<0,解(x-aq)...(x-an)<0後, 需再去掉g(x)=0的解。
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(2)分式不等式 Answer: 此為數學觀念說明,無須計算 此處說明如何解分式不等式,主要透過將 分母移項轉化為高次不等式,並注意分母 不為零的條件: g(x) 對於 ≥0,等價於 f(x)·g(x) ≥0且 f(x) f(x) ≠ 0。 • 對於 g(x) > 0,等價於 f(x)·g(x) > 0。 f(x) g(x) 對於 ≤0,等價於 f(x)·g(x) ≤ 0且 f(x) f(x) ≠ 00 g(x) • 對於 f(x) <0,等價於 f(x)·g(x) < 0。
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· 一元一次不等式解法:先化為 ax>b形式 (a≠0)。 • 係數規則:若a>0,則x> b x < 。 a • 含絕對值不等式:對於 b ;若a<0,則 a |ax + b| + |cx + d] + [ex + f]>0類型,需討 論 ax + b及cx + d 的正負,② 翻譯 重點1>一元一次不等式及含絕對值之不等式 (1)一元一次不等式之解法:①先化為 ax > b 型 (a ≠ 0, 否則不叫一次) ②兩邊乘 S a > 0, 則x > a < 0, 則x < (2)含絕對值 b-ab」 a a , 而 |ax + b| + |cx + d] + [ex + f > 0 型,由 ax+b及cx+d之正負討論。 @
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2. 有理指數與實數指數 (1) 有理指數 ①若a>0, n 為正整數, 則 a = va Answer: Va ②若a>0, n為正整數,m為整數,則 m an (añ)m = (√a)m = = am Answer: Vam (2)實數指數 ②指數律:若a> 0, b > 0,r、s為實數 (包括有理數),則a'a° = arts;
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(2)實數指數 ②指數律:若a> 0, b > 0, r、s為實數 (包括有理數),則da° = a+S; (a”)³ = a*s; (ab)” = a*b*; ar as Answer: a'-s
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Answer. 整數指數的定義、指數律及零指數與負整 數指數 這張圖片是關於整數指數的數學概念筆 記,包含以下幾個主要部分: 自然指數: 定義了指數符號 a”代表n個a相 乘,其中a是底數,n是指數。 • 指數律:列出了三個重要的指數運算規則: o aman = am+n ◎ (am)" = amn ◎ (ab)" = amb™ 零指數及負整數指數:定義了特殊情況下的指數 運算: 。 aº = 1 (當 a≠0) 1 a -n = (當a≠0) an m a an = am-n (當a≠0)
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2. 對數之性質及運算公式 Answer: (|): log a = 1,log 1=0 Explanation: 對數是冪運算的逆運 算。 logg a = 1 是因為a=a。 logg 1 = 0 是因為任何非零數的零次方都等於 1。 (?) Answer: - (?) : loga rs = logar+logas, loga - = logar S Explanation: 這些是對數運算的基本規則,稱為對 數律。 loga rs = loger+logs表示兩個正數積的對 數等於它們各自對數的和。
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Answer: r - Togars = loga r + loga s, loga - = loga r - loga s S Explanation: 這些是對數運算的基本規則,稱為對 數律。 loga rs = logar+logs表示兩個正數積的對 數等於它們各自對數的和。
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Explanation: 這些是對數運算的基本規則,稱為對 數律。 loga rs = logar+logs表示兩個正數積的對 數等於它們各自對數的和。 r loga - = loga r-loggs表示兩個正數商的對數 - S 等於它們各自對數的差。
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1. 指數計算重點 Answer: 該頁 主要提供指數函數 a* ± a* 類型計算的幾個重點與公式。 • (1) a*與a-*互為倒數。 • (2)三次方和與差公式的變形: 3x -3x a +a = (ax + a¯x)³ − 3(a* + a¯x) 1-x)3+3(a* 3x a -3x - a = (a* − a¯x)³ + +3(a* -a-x) (3) 函數關係 式 : f(x) = X a+a ax -X 2x a +1 ⇔ f(x) = 2x - a- a2x 1 (4) 增長倍數計算: ◎ 增加a倍:n日後數量為 A(1+a)" o 增為a倍:n日後數量為Aan 。 。 (5) 若 x > 0 且 x = 1,則 x = 1或y=0。
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重指數及指數律 (1) 指數不為整數時,底數a>0才有定 義。 Answer: 正確 這是指數函數的基本定義,確保運算結 果為實數。 (2) a≠0時, a°=1,而 0° 無意義 。 Answer: 正確 任何非零數的零次方都等於1。0°在 標準實數算術中是未定義的。 @ (3)a>0,n為大於1之自然數,m為整 m / 數, a = (am) = Van 。 n Answer: 正確 這是分數指數的定義,將指數運算與開 方運算聯繫起來。 (4) a > 0,b > 0,r、s為實數, rs a” · a³ = a³±³ ; (a”)³ = a* ; (ab)" = a" · b″ 。 • Answer: 正確 這些都是指數律的基本公式,適用於正 底數的實數指數。 @ (5) a > 0, a¯m = (¹)m o
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(5) a > 0, a¯ = (¹)m 。 Answer: 正確負指數表示底數的倒數的該正指數次 方。
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• 對數定義:若a* = b,則x = log b。 有意義限制:log b有意義的條件是b>0且 a> 0,a≠ 1。 基本性質:log(a*) = x且 qlosax = x。 x. ɑ¹ºga Sa
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指數方程式及不等式 (1)由指數函數圖形可知: • 若a> 0,a≠ 1, a* = a,則 x = y。 • 若a>1,則 a* > a° ⇒ x > y 。 • 若0<a<1,則q* > a° ⇒x<y。 (2) 常數指數可化為係數,例 如:22+x = 22.2* = 4.2*。 x (3) 可設 a* = y或a*+a-x=y轉為y之方程式 先求出y**,再求出**x。
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• 定義:設a>0且a≠1,則y= f(x) = a* 稱 為以a為底的指數函數。 圖形: 依底數 a的值可分為三種主要圖 形:a>1時為嚴格增函數、a=1時為水平線 y=1、以及0<a<1時為嚴格減函數。 • 性質:指數函數的圖形恆在x軸上方 (y > 0), 值域為所有正實數,定義域為全體實數。 對稱性:y = a* 與 y = (-) 的圖形對稱於 y 軸。
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Answer: 若a > 1, 則 y = log x 之圖形為凹向 下;若 0 < a < 1,則y=log x之圖形為凹向 上。 a Answer: y = log x與y=log x 的圖形對稱於x 軸。 a Answer: y = logax與y=a*之圖形對稱於y=x 線
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1. 對數函數: 定義、圖形與性質 (1)對數函數定義 Answer: 設 a> 0, a ≠ 1, 則 y = f(x) = log x稱 為以a為底之對數函數, 其定義域為正實數, 值域為 全體實數。 (2) 圖形 Answer: 利用描點法可作出y= f(x) = loga x 之 圖形分a>1及0<a<1二大類,圖形恆在y軸 右方。 (3)對數函數性質 Answer: 函數的定義域為正實數, 值域為全體實 數。 Answer: 圖形恆過點(1,0)(因為 loga 1 = 0)。 Answer: 若a>1,則y=log x為嚴格遞增函數 (EP x1 > x2 > 0 ↔ loga ×1 > loga ×2) ; ₺ 0<a< 1, 則 y =logx為嚴格遞減函數(即 X1 > x2 > 0 ⇔ loga x < loga xz)。
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• 同底計算:包含 log AB = log A + log B、 A - loga A - loga B = loga 和 loga A" = r loga A ° B loge b 換底計算: 主要公式為 log b = logo a • • : log b logic log¸ d = loga d° UNA: # · · pa .
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2. 對數方程式及對數不等式 • (1) 設定a>0,a≠1。由於對數函數是嚴格單 調函數,如果log x=logy,則x=y>0。 (2) 注意底數 a 大於1或小於1時的不同: ◎ 當a>1時,如果log x > logay,則 x>y>0。
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當底數 a 介於0 和1 之間 (0 < a < 1) 時,若 loga x> logay,則表示0<x<y(不等號方 向改變)。 • 解對數方程式及對數不等式時,特別需要注意變 數有意義的限制條件(例如對數的真數必須大於 零)
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(3)實數解個數 Answer: f(x) = g(x)之實數解個數=y=f(x)與 y = g(x)之圖形交點個數。 尋找方程式 f(x)=g(x)的實數解數量,等同於觀 察兩個函數 y = f(x)與y = g(x)在坐標平面上的 圖形有多少個交點。 (4) 平移 Answer: f(x - h, y)=0為由f(x, y) = 0 向右平 移 h 單位;f(x,y - k) = 0 為由 f(x, y) = 0 向上 平移k單位。 函數圖形的平移遵循特定規則。將f(x,y)=0中 的x替換為x-h,表示圖形向右平移h個單位; 將y替換為y-k,則表示圖形向上平移k個單 位。
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1.對數方程式及對數不等式重點 Answer: 重點2 內容重點如下: 。 對數方程式與不等式解法需注意底數a是大於1 或是介於0 與1之間。 • 若a>1且loga x > logay,則x>y>0。 若 0 < a < 1 且 loga x > logay,則 0<x<yo 求解時必須注意對數有意義的限制條件,即真數 必須大於0。 • y=loggx為嚴格單調函數,故若 loga x = logay,則x=y>0。
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對數函數及其相關圖形重點 (1)對稱性 Answer: y=logax 與 y = log x 之圖形對稱x 軸; a y=logax 與 y = a* 之圖形對稱 x =y線。 對數函數的對稱性是重要的圖形性質。y=log x 與 y = log x 互為x軸對稱圖形,因為 a log x = -log x。而指數函數y=a*與對數函 a = logɑ¤ a 數 y = log x 互為反函數,它們的圖形對稱於直線 y=x。 (2)增減函數與凹向性 Answer: 若a>1,則 y = f(x) = log x 為凹向下 之嚴格增函數;若0<a<1,則 y = f(x) = log x為凹向上之嚴格減函數。 當底數a>1時,對數函數f(x)= log x 的圖形 由左至右上升,表示為嚴格增函數,且圖形凹口向 下。反之,當0<a<1時,圖形由左至右下降, 表示為嚴格減函數,且圖形凹口向上。 e
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•對數律: 利用log(AB)=logA+log B、 loga ( A B = loga A - loga B、 loga(A') =rlog A等公式,將乘除簡化為加減 運算。 對數值求法:可使用計算機或查對數表求得近似 值;若底數不為10,可用換底公式 log10 x loga x = 轉換。 log10 a 常用與自然對數:以10為底的對數稱為常用對數 (loga);以e≈2.71828 為底的對數稱為自然對 數 (In x)。 • 科學記號:將大於0的數a表示為a=b.10”的 形式,其中n 為整數,1≤b< 10。
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②(a)真數大於1且整數部分的位數是n 時,對數 log a 的首數是n-1 Answer: n - 1 解釋:例如,100的整數部分有3 位數 (n = 3),log 100 = 2,首數為 n-1=3-1=2。 ②(b) 真數小於1,而其小數部分在小數 點後第n位以前均為0,且第n位不是 0,則對數 loga 的首數為 -n Answer: -n 解釋:例如,0.01 的小數點後第2 位 (n = 2) 才開 始出現非零數字,log 0.01=2,首數為 -n = -2° ③ 由 log a 之首數可知 a之位數;由 log b之尾數知a之相關數字。 Answer: 由 log a 之首數可知a之位數;由 log b 之 尾數知a之相關數字。 解釋:首數決定了真數的大小範圍(位數),而尾數 決定了真數的有效數字序列。
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AI 摘要 用科學記號來弄任意正數 的對數值,重點在於將數字表示為b.10”的形式, 其中 1 ≤ b < 10。 對數運算式為 log a = n + log b。 n是一個整數,代表原始數字的數量級 。 log b 的值介於 0 和 1 之間 (0 ≤ log b < 1) 。 • 只要知道n和 1 ≤ b < 10 的 log b值,就能求出 任何正數的 log a值。
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⌋用科學記號來計算任意正數 的對數值,重點在於將數字表示為b.10”的形式, 其中 1 ≤ b < 10。 • 對數運算式為loga=n+log b。 n是一個整數,代表原始數字的數量級 log b 的值介於 0 和 1 之間 (0 ≤ log b < 1)。 只要知道n和1 ≤ b < 10 的 log b值,就能求出 任何正數的 log a值。
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6. 查對數表及內插法 (1) 比例法 答案:內插法 解釋: • 在查用對數表時,查不到的數值可利用鄰近兩數 的對數值以比例式求出,這種方法稱為內插法 理由是當b-a→0時,在區間a≤x≤b 內,函數 y = log10 × 的圖形接近直線,因此可 以使用線性比例關係進行估計。 $ log b - log a log x-log a • 計算公式為 O b-a x-a •a與b愈接近,求出的log x誤差愈小。
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5. 首數及尾數 (1) 定義 Answer: 將一個正數a表示成科學記號a=b. 10″ 的形式,其中n為整數且1≤ b< 10。取常用對 數後 log a = n + log b (其中 0 ≤ log b < 1),則 n 稱為 log a 之首數,log b稱為 log a 之尾數。 解釋:首數為整數部分,尾數為小數部分,且尾數 必須介於0(含)到1(不含)之間。 (2) 性質 ①一正數之常用對數之首數必為整數, 尾數必為正小數或零 Answer: 對數 = 首數 + 尾數,其中 0 ≤ 尾數 <1 且首數為整數。 解釋:這是由定義直接推導出的基本性質,確保對 數的表示方式唯一且標準化。 ②(a) 真數大於1且整數部分的位數是n 時,對數 loga的首數是n-1 Answer: n 1 - 解釋:例如,100 的整數部分有3 位數
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(2)尾差法 答案:尾差表 解釋: 由內插法計算所得的值,亦可由對數表尾差查 得。
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定義: 對於正數a,若存在整數n使 a=10" . b 且 1 ≤ b < 10,則 log a = n + log b,其中 n 稱為首數(Characteristic),logb 稱為尾數 (Mantissa),且 0 ≤ log b<1。 · 位數判斷: ◎ 若正數a的整數部分有n位數,則log a 的首 數為n-1。 若正小數a在小數點後最初有n個零,則 log a 的首數為 -(n + 1)。 常用對數值: 提供log2≈0.3010、 log3≈ 0.4771、log7≈0.8451 等參考數 值。
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重首數與尾數 設a>0,存在整數na=10″ . b 且 1 ≤ b < 10,則loga=n+ logb且 0 ≤ log b < 1,n叫log a 之首數,log b叫log a 之尾數。 (1)正數a之整數部分為n位數,則: n-1 ≤ loga <n loga之首數為n-1 (2)正小數a在小數點後最初有n個零, 則−(n+1) ≤ loga< -n,即 log a之 首數為-(n+1) log 2 = 0.3010; log 3 = 0.4771 ; log 7 = 0.8451
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主要應用包含以下幾點 • 人口成長:一年後人口為a(1 + r)。 本利和計算:複利為 A(1 + P%)",單利為 A(1+nP%)。 放射性元素半衰期:質量公式為 M(t) = Mo⋅ (; ko 地震規模與能量關 係:log E(r) = 11.8 + 1.5r。
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2. 數系的符號與關係 Answer: N 表示正整數、Z表示整數、Q 表示有理數、R表示實數。 。 正整數(N)是整數(Z)的子集· • 整數(Z)是有理數(Q)的子集。 有理數(Q)是實數(R)的子集 無理數不屬於有理數、整數或正整數,但屬於實 數。 記號∈讀作「屬於」,∉讀作「不屬於」。例 如:x∈R讀作「x屬於R」,表示x是實數。
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離散數:具有自然單位且不宜分割的數量,如人 數、魚數。 連續數:人為選取單位量去度量的數量,數值未 必是整數,如重量、時間、長度。 • 整數:包含正整數、零、負整數。 有理數:能寫成形式(a、b都是整數,且 b b≠0)的數。
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當log x中 xı 與 x 極接近時,可使用比例插 值法進行近似計算。 繁雜的乘除、乘方、開方運算,可透過取常用對 數並查表來簡化計算過程。 • 在人口、細菌繁殖、利息計算、放射性元素衰變 等依指數規則變化的實際應用中,常藉助對數與 內插法來計算。
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(3) 有理數的封閉性 Answer: 仍為有理數 任意兩個有理數進行加、減、乘、除(除數不能為 O)的結果,仍為有理數。這稱為有理數系的封閉 性。 (4)有理數與無理數的運算 Answer: N - 有理數+無理數為無理數。 0以外之有理數 無理數為無理數。
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(5)無數的運算 Answer: 均可能為有理數,亦可能為無理數 無理數無理數及無數無理數,均 可能為有理數,亦可能為無理數。例 如:@ (2+ V3)+(2-V3)=4(有理數) V2+V2=2V2 (無理數) V2 x V2 = 2(有理數) √√2 × √√3 = √√6 (HK)
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1. 實數的定義與分類 Answer: 實數包括有理數與無理數,有理數包含整 數及不為整數的分數,整數則包含正整數、O、負 整數。 實數是我們生活中常見的數值,當一個數值可化為 整數比(2,其中a.b為整數且b≠0)時,則為 b 有理數;不可化為整數比時,則為無理數。 有理數 對加、減、乘、除(除數不為0)四則運算是封閉 的,運算結果仍為有理數。
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4.數線(Number Line) (1) 若P在正向,則P之對應數為r Answer: r 當點P 在數線的原點O 的正向時,其對應數 r 為正 數。 數線是規定了原點、正向和單位長度的直 線 4. 數線(Number Line) (2) 若P 在負向上,則P之對應數為-r Answer: -r 當點P 在數線的原點O 的負向時,其對應數 -r 為負 數。 數線向右為正向,向左為負向。
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4. 數線(Number Line) (3)若P=0,則P之對應數為0 Answer: 0 原點O 是數線的基準點,代表的數是0。 5. 有理點(Rational Point) 解釋有理點的定義及作圖方法 Answer: 有理數在數線上之對應點,即 坐標為有理數之點,稱為有理點 • 定義:坐標為有理數的點。 @ 作圖方法:只要已知原點O 及單位點U,就可以 使用尺規作圖找出任何有理點的位置 。 @ 延伸作圖:利用尺規作圖也可以找到 n(n為 自然數)以及a+byī(a、b為整數)的位 置。
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5. 有理數與無理數之一些性質 (1) 有理數之相等 Answer: ad = bc 此為有理數相等的基本定義:若 00 和 都是有理 b d 數(其中a,b,c,d為整數且bd ≠0),則 PD a = b cd 若且唯若 ad = bc。 (2)有理數運算 Answer: b a - d C = d bc + ad b + = a C be - ad . , ac b a ac ☑ d C ; , = bd , ac d-c : b-a be = ad 這些是有理數(分數)加、减、乘、除的基本運算 規則,其中 a, b, c, d 為整數且 a, c≠0。 除法時, 分母d亦不能為0。 @
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2. 實數加法乘法性質、乘法公式及分解 公式: (1)運算性質 Answer: 交換律、結合律、分配律 實數的加法與乘法具有以下運算性質: 交換律:a+b=b+a;a.b=b.a • 結合律:a+(b+c)=(a+b)+c; a(bc) = (ab)c • 分配律:a(b+c)=ab+ac (2)乘法公式 Answer: 直接乘開、平方公式、立方公式 常用的乘法公式包括: • 直接乘開:例如 (a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd • 平方公式:(a+b)² = a²+2ab+b² ; (a - b)² = a² – 2ab+b² (a-b)? 立方公 - b3 π : (a + b)³ = a³ +3a²b+3ab² + b³ ; 3 2 2
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直接乘開:例如 (a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd ¥Ãñ : (a + b)² = a² + 2ab+b²; (a - b)² = a² – 2ab+b² - 立方公 - 3 π : (a + b)³ = a³ +3a²b+3ab² + b³ ; 3 (a - b)³ = a³ – 3a²b+3ab² - 3 - b
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這段文字主要說明實數的性質,特別是有理數與無 理數在十進位表示法、循環小數及有限小數之間的 區別與轉換方式。 @ 十進位表示法是基於滿十進位的原則 。 • 有理數化為小數不是有限小數就是循環小數。 無理數化為小數為非有限小數又不循環 O 有理數包含全部整數、有限小數及循環小數。
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巴斯卡三角形(Pascal's Triangle),又 稱楊輝三角,是一個數學概念,用於展示 二項式展開式(x+y)”中各項的係數規 律。 每一行的數字都是上一行相鄰兩個數字的 和。 @ 第n行的數字對應於 (x + y)'-' 展開式的係 數。 @ 例如,(x + y)' 的係數為1, 1,對應於巴斯卡三 角形的第二行。? (x + y)² 的係數為 1, 2, 1,對應於第三行。 (x + y)'的係數為1,3,3,1,對應於第四 行。
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(3)分解公式 ①平方差公式 Answer: 平方差公式為a²-b㎡=(a-b)(a+b) 此公式用於將兩個平方數的差分解為它們的差與和 的乘積。 ②立方和差 Answer: 立方和公式為 a* + b = (a + b)(a² − ab + b²);立方差公式為 - a− b = (a-b)(a² + ab+b²) 這些公式將立方和或立方差分解為一個二項式與一 個三項式的乘積。
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③a+ + a2b²+b4 Answer: aª + a²b² + b² = (a² − ab + b²)(a² + ab + b²) 這個分解是通過配方法完成的: a² + a²b² + b² = (a² + b²)² − a²b² b+ ● 然後應用平方差公 - π : = ((a² + b²) − ab)((a² + b²) + ab) = - (a² − ab + b²)(a² + ab + b²) 4 Answer: 3 參考公式 a³ + b³ + c³ − 3abc = (a+b+c)(a² + b² + c² C - 此公式將一個包含三個變數立方和與積的表達式分 解為兩個多項式的乘積。
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(4)分母有理化 A:分母有理化是將分母為根式時, 利用乘法公式將分母化為有理數的過 程。 根式的化簡習慣上會將分母有理化, 以達到簡化 和一致性的目的。 (5)雙重根號化簡 Answer: 若 A ≥ 0, VĀ 為A之非負之平方根, 所以 VA ≥ 0。 依此知設x≥y>0,則 (√y − √√x)² = √(√√x – √√y)² = √x − √√y - (大數在前)。 據此, 我們常化簡 VA±2VB 型的 式子。 • 化簡雙重根號VA±2VB(B> 0) 時, 尋找兩 數 x, y 使得 x + y = A 且 xy = B (x ≥ y≥ 0)。 此時, A±2VB ‡, √√ A± 2√B = √x ± √y °
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(6)有理數與無數的關係 Answer: a、b、c、d為有理數,ve 為無理數, 若 a+b√e = c + d√e = a = c = b = d ° 這個性質是基於有理數和無理數的獨立性, 類似 於線性組合的概念。
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(2) 根式的乘除法 Answer: a > 0, b > 0, §ŋ √√ã √√b = √√ab, va = √√ b √ b O • 根式的乘除運算遵循指數律,可以將根號內的數 合併或拆開。 (3) 根式的加減與化簡 Answer: 若 c > 0,d> 0, a、b為有理數,則 a√c + b₁√c = (a+b) √c, √√c² = vā =C, √c²d = √c² √√d = c√√d ° 同類方根(即根號內的數相同) 可以進行加減合 併。 將根式化為最簡根式是常見的習慣,例如ve²d 可以化簡為cvā。
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次序大小性質(三一律、遞移律、加法律、乘法 律): ○(a)三一律:r> s丶r=s丶r<s三者恰有一 式成立。 ○(b)遞移律:若r>s且s>t,則r>to 0 (c) 加法律:若r>s,則r+t> s+to ○(d)乘法律:若r>s且t> 0,則rt > sto ○(e)乘法律:若r>s且t<0,則rt < st。 正數比大小: ◎ 若x≥0,y≥ 0,則x² > yf⇔x>yo 實數平方性質: o 若x為實數,則 x² ≥ 0。 若 x, y 為實數,且 x² + y? : =0,則x=0且 y=0。
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4.次序與性質:(1)實數之大小 Answer: 實數大小的定義 這段文字定義了實數a和b之間的大小關 係,是數學中的基本概念。 • 若a-b為正實數,則表示a大於b,記為 a> bo 若a-b等於0,則表示a等於b,記為a=b。 若a-b為負實數,則表示a小於b,記為 a<bo
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3. 根式及其運算 (1)平方根的定義 Answer: 當a> 0且x² =a 時, x = vā 或 x = vā,此二數叫作a的 平方根。 - 當a>0時, 任何數 x 滿足 x² = a, 則 x 為 a 的 平方根。 @ Va表示a的非負平方根, Vā ≥ 0。 • 若n大於2的自然數, a > 0, 則 yā (n次方根) 會 在後面的章節介紹。
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數的封閉性:說明有理數與無理數在加減乘除運 算下的結果。 例如,有理數加上有理數仍為有理 數;有理數加上無理數則為無理數;但兩個無理 數相加或相乘,結果未必是無理數。 • 無理數證明:指出證明無理數通常使用反證法。 • 有理數相等性質:若 a, b, c, d為有理數且 ve 為 無理數,則若a+bve=c+dve,則a=c 且b=d。 有理數的小數表示:有理數化為小數時,結果會 是有限小數或循環小數。
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(2)次序性真 Step 1: Explain the properties of ordering numbers 本頁提供了關於有理數與實數次序性質的 定義與性質,屬於概念性解說。 • 次序大小定義: ◎ 若rs為有理數,且r-s為正數,則 r>so o 若r-s為負數,則r<so orzs表示「r > s或r = S」,意指不小於 so
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絕對值的定義為 |x] = x (當 x ≥ 0) 或 |x| (當 x < 0)。 • 對於任意實數a,Va² = |a| ≥ 0° = -x • 絕對值具有重要性質,例如 la.b|=|a||b|和 三角不等式 ||a| - |b|| ≤ lab ≤ [a] + [b]。 當a為正數時,絕對值不等式 |x| <a⇔a ≤x≤a,而|x| ≥a⇔x≥a 或x≤-a。
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(4)求: VA±2VB Step 1: 概念說明 ☆ √A+ 2√√B = √(√x + √√7)² * 令 √√A - 2√B = √(√x - √√y)² Step 2:推導過程 ⇒ A±2√ B = x+y±2₁√xy √x + y = A 再解出 x,y, \xy = B Step 3: 結果 如此則 √√ 'A +2√B = √x + √y; √√A - 2 √B = √x - √√y (x ≥ y ≥ 0) Answer: √√√A ± 2 √√B = √√x ± √√y (H+x+y= A, (其中 xy = B, x > y ≥ 0)
ページ166:
(5)若n為整數, a > 0,且 n ≤ vā < n + 1, 則 n 為 vā 之整數部 分,vansva 之小數部分。 -
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有理數化為小數時,結果必為整數、有限小數或 循環小數。 無理數化為小數時,為非循環之無限小數。 ● 分數為有限小數的條件是分母b的標準分解式 b 只能包含質因數2 和5。 • 若n≤a<n+1,其中n為整數,則a的整數 部分為n。
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(1)設a、b為實數,則 |a|+|b| ≥ |a+b| M (1) |a| + |b| > |a – b|: LET - (2) |a| – |b| ≤ |a – b|: Œ - - (3) |a| − |b| ≤ │a+b|: Œ (2)設a、b為實數 |a| + |b| = |a+b| ↔ ab ≥ 0: Œ |a| + |b| > |a+b| ↔ ab < 0: ŒM |a| + |b| = |a − b| ↔ ab ≤ 0: E |a| + |b| > |a − b| ↔ ab > 0: Œã -
ページ169:
含絕對值之方程式或不等式:將數線分成數段 先求各段之解,再合併得出全部解答。 多項式不等式(如 (x - a)(x - b) ≥ 0):宜在 數線上分成數區,判斷各區的正負值。
ページ170:
3. 一次不等式及含絕對值之不等式之圖 形Ⓡ 此圖表說明了一次不等式與含絕對值不等式在數線 上的圖形表示法。 Answer: • a≤x≤b的圖形表示為包含端點A和B的線 段。 x≥a的圖形表示為從A點開始向右延伸的射線 AB。 •x<b的圖形表示為從B點開始向左延伸的射線 BA。 a<x<b丶a<x<b丶x>a、x<b等不含 端點的情況,圖形上的端點會使用空心圓圈表 示。 • 數線上兩點A(a)、B(b)之間的距離 AB = |a - b|。 • 當k>0時: ◎[x]= k 的解為x=-k或x=k。 20[x]<k的解為-k<x<k。 ◎[x]≥k的解為x≤-k或x>k。
ページ171:
1. 區間與絕對值觀念 「Answer: [解答詳見以下說明] 「這張圖片是關 區間與絕對值的數學觀念 整理,屬於概念型解題以為其主要重 點的說明: • 絕對值不等式:若b>0,則 |x-a| ≤ b⇔a-b≤x≤a+b; |x-a|> b⇔x<a-b或x>a+b。 • 三角不等式:設a,b為實數,則 |a| + |b| ≥ |a +b,等號成立條件為ab≥ 0; |a| + |b| ≥ |a -b1,等號成立條件為ab≤0。 含絕對值函數的最小值:對於n個絕對值和 |x − aq| + |x − az]+...+|x-an],當 n 為奇 數時,最小值發生在中間數x=d(n+1)/2;當n 為偶數時,最小值發生在中間區間 [an/2,an/2+1]。 • 範例:在a≤x≤ b時,[x-a| + |x − b| 有最 小值為b-a;在x=b - - 時,|x − a| + |x − b| + |x - c| 有最小值為 c-a。
ページ172:
3. (2) 線段之三等分點
Answer: M$_{1}(\frac{2a+b}
{3}), M_{2}(\frac{a+2b}{3}$)
Explanation:
AB之三等分點為M$_{1}(\frac{2a+b}
{3}), M_{2}(\frac{a+2b}{3}$)。
4. (3) 稠密性
Answer: a與b間必有實數存在
Explanation:
設 a,b 為實數,且a<b,則a與b間必有實數存
在。
ページ173:
5.三角不等式 (1)設a、b為實數,則 |a| + |b| ≥ |a+b| ML (1) |a| + |b| ≥ │a – b|: Œ (2) |a| – |b| ≤ |a – b|: Œ¾ - - (3) |a| – |b| ≤ |a + b|: Œ - (2)設a、b為實數 |a| + |b| = |a + b| ↔ ab ≥ 0: Œ |a| + |b| > |a + b| ⇔ ab < 0: 正確 |a| + |b| = |a − b| ↔ ab ≤ 0: Œ - |a| + |b| > |a − b| ⇔ ab > 0: 正確
ページ174:
利用數線解一次不等式及含絕對值 之不等式 (1)解一次不等式 Answer: 將一次不等式化為 ax≥b或ax≤b的形 式,然後注意a的正負以及乘法律,以確定解的範 圍 (2) 含二個或二個以上之絕對值之不等式 Answer: 先根據絕對值內的式子等於零的點將數線 分段,在各段分別求解,最後合併所有段落的解。
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*(3) (x-aq)(x-a2)...(x-an)之正負 Answer: 先將數線依據a1,a2,...,an分段,判斷各 段的正負號,再找出符合條件的解 *(4) 不等式含有 |x -al(x-a)² Answer: 在解這類不等式時,需特別注意x=a是 否為其解,需要個別觀察。
ページ176:
1.(1)分點公式 Answer: P( na+mb m+n Explanation: 若 A - P− B (P介於A、B間),且 AP:PB = m:n,則P點坐標為 na+mb 2. (2) 線段之中點 Answer: (a+b) 2 Explanation: AB 之中點M 之坐標為 a+b 。 2 m+n
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函數圖形定義:在直角坐標平面中,將定義域的 每一元素 x 作為橫坐標,其函數值 f(x)作為縱 坐標的點(x, f(x)),所描繪出的圖形即為函數圖 形。 函數圖形特點(鉛垂線檢定):任意一條垂直於 x軸的鉛直線與函數圖形至多只有一個交點,不 可能有兩個或兩個以上的交點。 • 常數函數定義:函數值恆為一個常數的函數稱為 常數函數,例如 f(x) = 2。 常數函數圖形:常數函數的圖形都是水平直線。
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1.函數概念與涵意 Answer: 函數為量與量之間的一種連帶關係(對應 關係),當自變數x的值給定時,應變數y的值也 隨著x的值而唯一確定。 解釋 函數就像一個「機器」,能將定義域(集合A)中 的每個元素唯一對應到對應域(集合B)的一個 元素。 @ 在函數 y = f(x) 中,x稱為自變數,y稱為應 變數。 @ f(a)表示當x=a時所對應的函數值。 定義域是自變數x所有可能取值的全體 E 值域是定義域中一切元素經函數對應後所得函數 值所成的全體 。
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2.函數模型 Answer: 函數模型y=f(x)中,如果f(x)依一定 規則而變,常由 f(x)的規則型式給予函數不同的名 稱。 解釋 • 例如,當 f(x)為多項式時,稱此函數為多項函 數。 又如 f(x) = 2* 叫做以2為底的指數函數。
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4.相等多項式 (1)定義 設 f(x) = anx" + an-1x" 2–1 + +a1x+ao, an = ; g(x) = bmx™ + bm−-1xm−1 + .. +b1x+bo, bm 若 n = m且ag = bo,a1=b1, ······‚ ɑn = bm 'BU 稱此二多項式相等,以 f(x) = g(x) 表示。 , an ,則 (2)性質 性質①若 f(x) = g(x),則對任何數a,則必 f(a) = g(a)。 • 性質②若 f(x),g(x)均不超過n次,而有n+1 個或n+1個以上之值代入相同,則 f(x) = g(x)。
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(1)定義 設 x) = anx” + an−1x”−1 = bmxm+bm-1x" bmxm + bm−1xm−1 + …… + aqX + ag, an≠0; + n = m = aq = b0, a₁ = b₁, +b1x+b0, bm ‡ 0 ° = b₁ ,則 m , an 稱此二多項式相等,以 f(x) = g(x)表示。 (2)性質 性質①若 f(x)=g(x),則對任何數 a,則必 f(a) = g(a)。 性質②若 f(x),g(x)均不超過n次,而有n+1 個或n+1個以上之值代入相同,則 f(x) = g(x)。
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當多項式 p(x)的最高次項係數a≠0時,其最 高次數n稱為該多項式的次數,而a,則稱為領 導係數。 • 常數多項式包含零多項式(0,無次數)與零次 多項式(非零常數,次數為0) 升冪式是將多項式按次數由小排到大,降冪式則 是由大排到小。 y = f(x) = anx" + ... + aq (an ≠ 0) 稱為 n 次 函數;若 y = f(x) = b (常數),則為常數函數。
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6. 二次函數及其圖形 (1)二次函數 Answer: y = f(x) =ax²+bx+c(其中a≠0) 說明: 當a≠0時,函數 y = f(x) = ax² + bx+c稱 為二次函數。
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(2) y = ax² 之圖形 Answer: 開口方向由a的正負決定,且圖形對稱y 軸 說明: • 若a>0,則拋物線開口向上。 • 若a<0,則拋物線開口向下。 由於 f(k) = f(−k),其圖形對稱於y 軸 O |a|愈大,開口愈小;|a|愈小,開口愈大.
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·一次函數(Linear Function): 形式為 f(x) = ax + b,其中a≠0。 線型函數(Affine Function): 形式為 f(x)=ax+b,包含a=0(常數函數)及 a≠0(一次函數),圖形均為直線。 斜率與截距(Slope and Intercept): y=ax+b 的斜率為a,表示直線的傾斜程度;y截距為 b,表示與y軸的交點坐標為(0,b)。 直線方程式形式(Forms of Linear Equations): 包含點斜式、斜截式、兩點式及截距式共四種表 示法。
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② 限制範圍 Answer: 見圖片內容 若定義域限制在 m ≤x≤n,則需比較 頂點位置與範圍邊界。 @ b 若頂點不在範圍內(即 - - <m或 2a b ≥ n),則最大、最小值會在邊界點 f(m) 2a 或 f(n) 處產生,需透過比較兩者大小來判斷。 b • 若頂點在範圍內(即m < - ≤ n),則需比 2a 較 f(一)、f(m)、f(n) 三者大小,通常最大 b 2a 或最小值會在離對稱軸較遠的邊界點或頂點處產 生。
ページ187:
(2) 設 a≠0,y = f(x)=ax² + bx+c 與x軸之交點 Answer:見圖片內容 二次函數 y = ax² + bx + c與x軸 (y=0)的交點個數取決於判別式 D = b㎡ −4ac。 若 D = b㎡ − 4ac < 0,則方程式無實數解 形與x軸不相交。 , 回 若 D = b㎡ − 4ac = 0,則方程式恰有一實數解 x= b b , 圖形與x軸只有一個交點 2a (一 0)。 2a , ·若D=b2-4ac>0,則方程式有兩個相異實 數解,圖形與x軸有兩個交點。
ページ188:
這張圖片提供了關於二次函數 y = ax² 圖形平移的 規則,以及二次函數標準形式y=a(x - h)² + k 的性質。 • 二次函數y = ax² 右移h 單位變為 y = a(x-h)²,左移h單位變為 y = a(x + h)? 。 y = ax²上移k 單位變為y-k=ax²或 y = ax² + k,下移k單位變為y+k= ax² 或 y = ax² − k。 - - 對於標準形式 y = a(x - h)² + k,其對稱軸為 x=h,頂點坐標為(hk)。 • 若a>0,開口向上;若a<0,開口向下。
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1. 二次函數判別式與根的屬性 Step 1: 判別式的定義 判別式 (D) 用於判斷一元二次方程式 2 ax² + bx + c = 0 (a≠0)根的屬性。 其定義為 D = b² − 4ac。 - Step 2: 判別式與交點關係 當D>0時,方程式有兩個相異實根 −b+Vb2-4ac -b-Vb2-4ac 及 。這表示 2a 2a 2 二次函數 y = ax² + bx + c 的圖形(拋物線)與x 軸有兩個相異交點 A(x, 0) 和 B(B,0)。
ページ190:
Step 3: 二次不等式的解 根據拋物線的開口方向(由a的正負決 定)和與x軸的交點,可以求解二次不 等式: 若a>0(開口向上): ○ a(x-a)(x-B)≤0⇔a≤x≤p ○ a(x-a)(x-B)>0⇔x<a或x>p 若a<0(開口向下): - a(x - a)(x - B)≥0⇔a≤x≤p ○ a(x-a)(x-B) < 0 ⇔ x < a或x>p Answer: 圖片主要說明了一元二次方程式 ax² + bx + c = 0 的判別式 D = b2-4ac、公式解 -b± Vb2-4ac , 以及如何利用函數圖形(拋物 2a 線)與x軸的交點來求解二次不等式。
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7. 二次函數圖形之使用、求極值 (1) 判斷最大、最小 ① 不限制範圍 Answer:見圖片內容 二次函數 f(x) = ax²+bx+c(a≠0) 經配方後可 b 2 4ac-b2 得 f(x) = a(x + + 2a 4a 當a>0時(開口向上),函數在頂點處有最小 b 值,即 x = 時有最小值 h 2a 4ac - b2 f(- -) = 2a 4a 當a<0時(開口向下),函數在頂點處有最大 值,即x=- 時有最大值 b 2a 4ac-b2 h ƒ(- = 。 2a 4a
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③ 每一實數 x, 均使f(x)<0成立 Answer: Ja<0 b㎡ − 4ac < 0 ④ 每一實數 x, 均使 f(x)≤0成立 Answer: a<0 b² 4ac ≤ 0 - ⑤每一實數x,均使af(x)≥0成立 Answer: b²-4ac < 0
ページ193:
b f(x) = ax² + bx + c = a(x + a(x+2)² + 2a® 4ac-b2 4a b 則 y = af(x) = a²(x + 1² + 4ac-b2 之圖形 2a 4 開口一定向上。 註2. 若 f(x)=ax+b,則: ①每一實數x,均使f(x)>0成立 Answer: a = 0.b>0 ②每一實數x,均使f(x)<0成立 Answer: a = 0.b<0
ページ194:
註1. Answer: h 4ac a ≠ 0 . f(x) = ax² + bx + c = a(x + + 2a 則 y = af(x) = a²(x + ++ b 2 4ac-b2 之圖形 2a 4 開口一定向上。 註2. 若 f(x)=ax+b,則: ① 每一實數 x, 均使 f(x)>0成立 Answer: a = 0.b>0 ②每一實數x,均使 f(x)<0成立 Answer: a = 0‧b< 0
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1. 函數概念 Answer:函數是一種特殊的對應關 係 函數定義:設x與y是兩個變數,當給定一個 x 值時,會有一個且僅有一個唯一的y值與其對 應,則稱y是x的函數 O 變數名稱: x 稱為自變數,y稱為應變數。 。 記號:若此函數命名為f,則用記號y=f(x)表 示。 • 函數值:f(a)表示當x=a時所對應的函數值。
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2. 函數圖形 Answer: 函數圖形可以視覺化函數的變 化狀況 • 繪製: 在坐標平面上,把所有(a, f(a)) 的點標畫 出來,即為函數圖形。 判斷: 作平行於y軸的鉛直線與圖形至多只有一 個交點,則此圖形為一函數圖形。 3. 函數模型 Answer: 函數模型是依據f(x)的型式給 予的不同名稱 一次函數: 例如y = f(x) = 2x +3。 • 二次函數:例如y = f(x) = x² + 3x + 9。 x* 指數函數: 例如 y = g(x) = 2* 正弦函數:例如 y = sin x。
ページ197:
10.奇函數與偶函數 (1)奇函數定義 Answer 若函數 f(x)滿足 f(-x) =-f(x),則稱 f(x)為奇函數。 @ (2)偶函數定義 Answer 若函數 f(x) 滿足 f(-x) = f(x),則稱 f(x)為偶函數。。 (3)性質 Answer f(x)為奇函數,則y = f(x) 之圖形對 稱於原點(0,0)。 Answer: f(x)為偶函數,則y= f(x) 之圖形對 稱於y軸。
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(3)斜率 Answer 斜率a表示直線的傾斜程度與 方向,可由直線上任意兩相異點 (x1,Y1)、(x2,y2)計算得出。 定義: 斜率 a 的計算公式為 Y2 - 21 f(x2) - f(x1). a = x2-x1 = X2 - x1 - 變化率:斜率a也是函數的變化率。
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(4)斜率之常識 Answer: 斜率的正負號表示直線的升降 趨勢,其絕對值大小表示傾斜程度,且可 用於判斷直線的平行或垂直關係。 ● 方向與傾斜: om > 0:直線右上升。 m < 0: 直線右下降。 o m = 0: 為水平線。 ○ [m|愈大愈接近鉛直方向;|m|愈小愈接近水 平方向。 鉛直線:當直線為鉛直線時,無斜率。 ● 平行與垂直: ° ¥íƑ(L₁//L2): m₁ = m2. ○垂直(LL2):my.m2=-1. 一般式斜率:直線方程式ax+by + c = 0 (b≠0)的斜率為 a b
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(5)直線方程式 Answer 常用的直線方程式形式包括點 斜式、斜截式、兩點式及截距公式。 點斜式(Point-slope form): y − y₁ = m(x − x1). - @ - 斜截式(Slope-intercept form): y = mx + b. @ 兩點式(Two-point form): y - yı Y2 - 1 = x-x1 X2 - X1 y 截距公式(Intercept form): - + p - = 1 (其中p q 為x截距,q為y截距).
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● 頂點座標為(一 二次函數標準式為 y 4ac-b² = ax² + bx + c (a ≠ 0) b ,對稱軸方程式為 , 2a' 4a b x= O 2a •a>0時開口向上;a<0時開口向下。 判別式 b㎡ − 4ac 可判斷與 x 軸的交點數:大於0 有兩點、等於0相切、小於0不相交。
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(2) 截距 Answer: 截距是直線與坐標軸的交點坐 標,其中y截距為b,若斜率不為零,則 b x截距為 - - a y截距(y-intercept):直線與y軸的交點為 (0, b)。 因此,b 為此線與y軸交點的坐標,稱 為y截距。 x 截距(x-intercept): 若 a ≠ 0,則此線與 x 軸的 交點為(- - 距。 b b a , 0)。 因此, - - 為此線的x截 a ● 注意:截距是坐標值,可能為正、負或零。
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話線型函數及直線之斜率、截距 (1) 線型函數及一次函數 Answer: 線型函數的圖形為直線,一次 函數是線型函數的一種,但要求斜率不為 零。 線型函數(Linear Function):設 a, b 為實數,函 數 y = f(x) = ax + b (其中 x 為實數) 的圖形是 一條直線,稱為線型函數。 一次函數(Linear Polynomial Function): 在 y = f(x) = ax + b中,若a≠0,則此函數稱 為一次函數。 O · 常數函數(Constant Function):在 y = f(x) = ax+b中,若a=0,則此函數稱 為常數函數,其圖形為水平線。
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(2)二次函數恆正、恆負之條件 Answer: 設 f(x) = ax² + bx + c (a≠0),條件需配合二次函數圖形觀察 • f(x)≥0恆成立的條件為a>0且判別式 b2-4ac≤0。 @ f(x)<0恆成立的條件為a<0且判別式 b²−4ac<0。 @ af(x)>0恆成立的條件為判別式 b² − 4ac<0。 O
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重點4二次函數之極值及恆正、恆負 (1) 求極值 Answe,儘量化為單一變數,單一項會變 動,可透過配方或數性了解,並注意限制範 主要方法包括配方後觀察圖形或利用數性了解 需注意是否有給定限制範圍。 平方和之最小值: 函數 f(x) = (x − a₁)² + (x − a2)² + ··· + (x − an)² a1+a2+ aq + ay + … + an +an 在x= 時有最小值。 n a+b 算幾不等式: 若 a ≥ 0, b ≥ 0, 則 ≥ √ab, 2 a+b 且 = Vab時 a = bo b。 2
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(3)限制範圍之恆正、恆負 Answer:需作圖觀察,恆正代表最小值為 正,恆負代表最大值為負。 • 作圖是判斷限制範圍內恆正、恆負的有效方法。 恆正的條件為該範圍內的「最小值」為正。 恆負的條件為該範圍內的「最大值」為負。
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1. 除法原理及除法 Answer: 除法原理 設 f(x), g(x)為二多項式且g(x)≠0,則恰有二多 項式 q(x),r(x) 使得 f(x) = g(x)·q(x) + r(x),且 deg r(x) < deg g(x) c • f(x)稱為被除式。 • g(x)稱為除式。 • q(x)稱為商式。 r(x)稱為餘式。 2. 方法 。 Answer: 長除法與綜合除法 長除法:適用於一般多項式除法。 綜合除法: 通常用於除式為一次式時,能簡化計 算過程。
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如果對於任何x值都有 f(a) = g(a),則 f(x) = g(x)。 f(x) = g(x)等價於對應的同次項係數相等。 如果 f(x)和 g(x)都不超過n次,只要有n+1 個或n+1個以上的值代入後相等,則 f(x) = g(x)。
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Answer: 除法原理 設 f(x), g(x)為二多項式且g(x)=0,則恰有二多 項式 q(x), r(x) 使得 f(x) = g(x)·q(x) + r(x),且 degr(x) < degg(x)。 f(x)稱為被除式。 g(x)稱為除式。 q(x)稱為商式。 • r(x)稱為餘式。 2. 方法 Answer: 長除法與綜合除法 長除法: 適用於一般多項式除法。 綜合除法:通常用於除式為一次式時,能簡化計 算過程。
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1. 函數概念 Answer:函數是一種特殊的對應關 係 函數定義:設x與y是兩個變數,當給定一個 x 值時,會有一個且僅有一個唯一的y值與其對 應,則稱y是x的函數 O 變數名稱: x 稱為自變數,y稱為應變數。 。 記號:若此函數命名為f,則用記號y=f(x)表 示。 • 函數值:f(a)表示當x=a時所對應的函數值。
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5.餘式定理 (1) 餘式定理 Answer: f(c) 多項式 f(x)除以x-c的餘式為 f(c)。 (2)推論 Answer: f ( 0 ) 多項式 f(x) 除以 ax - b 的餘式為 f( ㄉㄧㄢ)。
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6. 因式、倍式及因式定理 (1) 因式、倍式 Answer: 設f(x)、g(x)為多項式且g(x)≠0,若f(x)除 以g(x)之餘式為0,則稱g(x)為f(x)之因式、f(x)為 g(x)之倍式,以g(x)f(x)表示。 (2) 因式定理 Answer: 設f(x)為一多項式,a為一常數,則x-a是f(x)因 式 ↔ f(a)=0
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7. 牛頓定理(整係數一次因式檢驗定 理) (1) 設 f(x) = anx” + An−1xn−1 + ...... + a₁x + 是個整係數之多項式, 若整係數之一次式 ax − b 是 f(x)之因式,且a,b互質,則 alan,blag(a能整除且b能整除 a0 )。 Why? Answer: 證明如下 Step 1: 利用因式定理 - 因為 ax − b 是 f(x) 的因式,根據因式定理,當 b b x = 時, f(x)的值應為0,即f(二)=0。 - a n a b ƒ (4) = an (4)″ + ª-1 (49) ″¯¹ n−1 b an−1 n- a + ... + aq +a1 a b b
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7. 牛頓定理(整係數一次因式檢驗定
理)
(1) 設
:) = anx² + an−1x' + +aqx+ap
是個整係數之多項式,若整係數之一次式
ax − b 是 f(x) 之因式,且a,b互質, 則
alan, blag (a能整除且b能整除 a0
) • Why?
Answer: 證明如下
Step 1: 利用因式定理
ão
因為 ax − b 是 f(x)的因式,根據因式定理,當
b
b
x = 時, f(x)的值應為0,即f(") = 0。
-
a
a
n
In
(9)" + - (9) +
n−1
...
+α1
ao
+ap = 0
a
a
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Step 2: 整理方程式並證明 alan 將方程式兩邊同乘以a”,以消去分母: anb" + an-1b"-¹a + ... + a√ba”−¹ + ɑða" = 0 anb"+an−11 +ayban 將包含a的項移到等式右邊: n- anb" = −(an−1b”¯¹ a + ... + a₁ba”−¹ + aqa”) n- -1 -2 anb" = −a(an-1b"−1 + ... + a₁ban-² + aoan−1) 這表示a能整除 ab”。又已知a,b互質,因此 a ,即alan。 必能整除 an Step 3: 整理方程式並證明 b1a0 回到整理後的方程式: anb"+an−1b"-la+...+aqban-1+aga" = 0 將包含b的項移到等式右邊: n- aqa” = −(aɲb” + an−1b"−¹ a + ... + a₁ba"−1) aqa” = −b(anb"−1 + an−1b”¯² a + ... + a₁a”−1) 這表示b能整除 aga”。又已知a,b 互質,因此 b 必能整除 ay,即bla 0 的 x
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(2)三點插值(Three-point interpolation) Answer: 牛頓法與拉格朗日法的設定 Step 1: 設 f(a) = A, f(b) = B, f(c) = C (Newton's method) : 設 - f(x) = (x − a)(x − b)(x − c)Q(x)+m( • - Lagrange's method) : 設 - - f(x) = (x − a)(x − b)(x − c)Q(x) + m(x − b)(x
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(2)三點插值(Three-point interpolation) Answer: 牛頓法與拉格朗日法的設定 Step 1: 設 f(a) = A, ƒ(b) = B, f(c) = C (Newton's method) : 設 )Q(x)+m(x − a)(x − b) + n(x − a) + 1 ° - • Lagrange's method) : 設 + m(x − b)(x − c) + n(x − c)(x − a) + l(x − a)(x -
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(2)三點插值(Three-point interpolation) Answer: 牛頓法與拉格朗日法的設定 Step 1: 設 f(a) = A, ƒ(b) = B, f(c) = C (Newton's method) : 設 )Q(x)+m(x − a)(x − b) + n(x − a) + 1 ° • Lagrange's method) : 設 - x − b)(x − c) + n(x − c)(x − a) + l(x − a)(x − b) °
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定義: 對於正數a,若存在整數n使 a=10" . b 且 1 ≤ b < 10,則 log a = n + log b,其中 n 稱為首數(Characteristic),logb 稱為尾數 (Mantissa),且 0 ≤ log b<1。 · 位數判斷: ◎ 若正數a的整數部分有n位數,則log a 的首 數為n-1。 若正小數a在小數點後最初有n個零,則 log a 的首數為 -(n + 1)。 常用對數值: 提供log2≈0.3010、 log3≈ 0.4771、log7≈0.8451 等參考數 值。
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設 : (x − a)(x — b)Q(x) + m(x − a) + n° - - • 由f(a) = A⇒n=A。 f(b) = B ⇒ m(b − a) + n = B ⇒ m = B-A b- a 。 則 B-A - x) = (x − a)(x − b)Q(x) + - (x − a) + A° b-a Lagrange's method) :
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設 f(x) = (x - a)(x-b)Q(x)+m(x-a) • 由f(a) = A ⇒n(ab)=A⇒n= a. A - B b 。 由 f(b) = B ⇒ m(b− a) = B⇒m= 則 - f(x) = (x − a)(x − b)Q(x) + B · 。 b. - a (x - a) + A b-a 【註】:當 Q(x) =0時,所得的 f(x) 是最低次 (至多一次)的多項式,它是 f(x)除以 (x - a)(x - b)的餘式。
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B-A - x) = (x − a)(x − b)Q(x) + - (x - a) + A。 b- a • 拉格朗日法(Lagrange's method): 設 − a)(x − b)Q(x)+m(x − a) + n(x − b) ° A • 由f(a) = A ⇒n(ab) = A⇒n=- a-b B 由 f(b) = B ⇒ m(b-a)=B⇒ m = b-a • 則 (x - a) (x - b) - x − a)(x — b)Q(x) + B · + A b-a a-b 【註】:當Q(x)=0時,所得的f(x)是最低次 (至多一次)的多項式,它是 f(x)除以 (x - a)(x - b)的餘式。
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④若f(x)為更高次 Answer:依上類推 對於k次多項式 f(x),其k階差分為常 數,(k+ 1)階差分則為零。 係數遵循巴斯卡三角 形(Pascal's triangle) 規律。
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設 f(x) = (x − a)(x − b)Q(x) + m(x − a) - • 由f(a)= A⇒ n = A。 f(b) = B⇒ m(b − a) + n = B ⇒ m = B-A b- a 則 B-A f(x) = (x − a)(x − b)Q(x) + - - (x − a) + b- a • (Lagrange's method) :
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8. 插值公式(Interpolation Formulas) Answer: 插值公式的內容 此頁面說明了兩種插值公式:牛頓插值法 (Newton's method)和拉格朗日插值法 (Lagrange's method)。 e (1)兩點插值(Two-point interpolation) Answer: 牛頓法與拉格朗日法的推導 Step 1: 設f(a) = A, f(b)= B 牛頓法(Newton's method):
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②若f(x)為二次式 Answer: f(n+3)-3f(n+1)+3f(n+1)-f(n)=0 若 f(x) 為二次多項式,其一階差分為一次式,二階 差分為常數。 三階差分 [f(n+3) −3f(n+2)+3f(n+1)-f(n)]則為 零,即 - f(n + 3) − 3 f(n + 2) + 3f(n + 1) - f(n) = 0。
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③若f(x)為三次式 Answer: f(n+4)-4f(n+3)+6f(n+2)-4f(n+1)+f(n)=0 若 f(x)為三次多項式,其一階差分為二次式,二階 差分為一次式,三階差分為常數。 四階差分則為零,即 f(n+4) – 4f(n+3)+6f(n+2)−4f(n+1)+
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- 4ƒ(n+3)+6ƒ(n + 2) − 4 f(n + 1) + ƒ(n) = 0 °
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2.係數和 設 f(x)為一多項式。 ○ 一切係數之和 = f(1)。 ○ 一切奇次項之係數和==[f(1) - f(-1)]。 :2 (f(1)-f(-1)]。 ○ 一切偶次項之係數和= || | [f(1) + f(−1)]。
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設f(x)為一多項式,n為整數 ①若f(x)為一次式 Answer: f(n+2)-2f(n+1)+f(n)=0 若 f(x) 為一次多項式,其一階差分 f(n + 1) - f(n)為常數。 二階差分 [f(n + 2) − f(n + 1)] - [f(n + 1) - f(n)] 則為 零,即 f(n + 2) −2f(n+1)+f(n) = 0。
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3. 多項式之相等 判斷 f(x) = g(x)的條件: 同次項對應係數相等。 O ○ 任何值代入x恆有f(a)=g(a)。 若 f(x), g(x)不超過n次,只要有n+1個相 異值代入後相等,則f(x) = g(x)。
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3. 若a為ax²+bx+c=0之一根 Answer: f(a) = (a) Explanation: 根據餘式定理的應用,若是方程式 2 ax² + bx + c =0的根,則ax² + bx + c 可以整除 f(x)的某一部分。因此,將x=x代入多項式 f(x) = (ax² + bx +c)Q(x)+R(x) 中,(aa² + bx + c)項會變為0,所以 f(a) = 0.Q(a) + R(a) = R(a)。
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4.求( no a Answer: 宜化 之近似值 f(x) = A + A₁(ax − no) + A₁(ax − no)² + ...... - Explanation: no 當需要求特定數值(如 - 2)的近似值時,可以將 a 函數 f(x)展開為泰勒級數或類似形式,使其圍繞在 已知點(例如 x = 附近)展開,以便利用前幾 no a 項的和來估計近似值。 。
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Answer: 多項式的乘法與相等性質 多項式的次數、係數和及相等性質的重點總結如 下: 1.次數問題 設 degf(x) = = m, degg(x) =n。 ○ deg(f(x)·g(x)) = m + n。 deg(ƒ(g(x))) = m · n ° ◎ 若m≠n,則 deg(f(x)±g(x)) = Max(m,n)。 若 m = n,則 deg(f(x)±g(x))需要視最高 次項是否消去才能決定。 @
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9 (x-a)”為降式: 設 - - x) = A。 + A₁(x − a) + ... + A₂(x − a)” + ..., 則 f(x) 除以 (x-a)”之餘式 = O A0 + A₁(x − a) + ... + An−1(x − a)”−1 。 -
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1.已知被除式及除式 Answer: 利用長除法或綜合除法 • 10
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2. 由除法原理調算出被除式或除式來除 常數後之商及餘式 " Answer: A = (aB)(—) + R Explanation: (GB)() a 除法原理表示:被除式A等於除式B乘以商Q加 上餘式 R,即 A = B · Q + R。 當除式 B 變成 aB(其中a為常數)時,為了使等式成立,商Q 必須調整為 e,而餘式R維持不變。 a
ページ238:
Answer: 重點3 求餘式 • 除法原理:f(x) = g(x)Q(x) + R(x), 其中 deg(R(x)) < deg(g(x))或R(x)=0。 b • 餘式定理: 設 f(x)為多項式,c為常數,則f(x)除 以x-c之餘式= f(c)。② 假設法: ○ f(x) = (ax+b)Q(x)+r(a≠0) ○ f(x)= (ax²+bx + c)Q(x) + mx +n f(x) = (x-a)Q(x)+m(儘量用層次假設法, 牛頓法) f(x) = (x - a)(x− b)Q(x) + m(x - a) + n ○ f(x)=(x-a)(x-b)(x-cQ(x) + m(x − f(x) = (x − a)(bx² + cx + d)Q(x)+m(bx² · 二段式求餘式:(f(x))"=(g(x)Q(x)+R(x))", 則 f(x)” 除以 g(x)之餘式等於R(x)" 除以g(x) 之餘式。 @
ページ239:
代入降次法 (同餘速算法): ○ 令除式 m x + b₁ + bm−1xm−1+... 8 xm = −(bm−1xm−1 - + bqx + b0 = 0, 再以 +...+bqx+b) 代入被 除式中的 x”, 直到其次數低於m 為止。 ox”-a除 f(x)之餘式=f(x)=a,即滿x” 便以 x” =a 代入,直到次數低於no e @ (x³- − 1) = (x - 1)(x²+x+1),f(x)除以 - 3 x²+x+1之餘式等於f(x)除以 x゜−1之 餘式 R(x) 除以 x²+x+1之餘式。 (x - a)”為降式: 設 f(x) = A0 + A1(x-a)+...+An(x-a)"+ 則 f(x)除以(x-a)”之餘式 = A0 + A₁(x − a) + ... + An−1(x − a)"−1 。 Aq - ,
ページ240:
7 c)Q(x) + m(x − a)(x − b) + n(x − a) +1 - + cx + d)Q(x) + m(bx² + cx + d) + nx + 1
ページ241:
+ A (x - b)(x — c) - - (a - b)(a – c) (x - c)(x − a) - (x + B +C (b − c)(b − a) - '3 (c
ページ242:
1. 牛頓定理(一次因式檢查定理) Answer: 牛頓定理(一次因式檢查定理) UT 牛頓定理(有理根檢驗法)指出,對於一個整係數 多項式 f(x) = anx" + an-1x" .n-1 + ... + aqx + ag,若有 整係數的一次因式 ax-b,且a,b互質,則a必能 整除an (首項係數),且b必能整除 a) (常數 ao 項) 2. 補充常識 Answer: 補充常識 當 ax − b 是 f(x)的因式時,根據餘式定理的推 廣,對於任意整數m,必有ma-b整除f(m)。因 此,如果能找到一個整數m 使得ma-b無法整除 f(m),即可斷定 ax − b 不是 f(x) 的因式。
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b)(x - c) b)(a - c) - (x — c)(x − a) - (x - a)(x - b) + B +C (b - c)(b − a) - (c - a)(c – b) - 4
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(A)雙曲線之定義 Answer: 滿足與兩個固定點(焦點)的距離差的絕 對值為一定值的點的軌跡 (B) 雙曲線之性質 1.動點坐標表示 Answer: (a sec 0, b tan 0) 或(a cosh u, b sinh u) 2.焦半徑長 Answer: PF₁ = |a — — x0| = PF2 = \a + ≤ xol C - a 3. 點到漸近線距離積 Answer: a²b² a a² + b2 4. 平行四邊形面積 Answer: ab —
ページ245:
(2)加法原理
Answer: 概念性問題,無單一答案
此部分說明加法原理及其相關集合運
算。
• 互斥事件的聯集:若A∩B= þ,則
n(A∪ B) = n(A)+n(B)。
• 集合差集:n(A-B)=n(A)-n(A∩B)。
• 笛卡爾積:n(A×B) = n(A)×n(B)。
(3) 部份集合個數
Answer: 概念 問題,無單-答案
此部分說明冪集(子集合的集合)的個
數。
冪集大小:n(24)=2n(A),其中
2^ = {X|X ⊂ A} 表示集合A 的所有子集合所
組成的集合
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1. 因式定理與插值公式重點 z Answer: (1)設 a ≠b,f(x)為多項式, 若 f(a)= 0, f(b)= 0,則(x-a)(x-b)為f(x)之因式;同理, 若a1,a2,...,互異, 且 an f(a) = f(a2) =...= f(a)=0,則 (x - aq)(x-a2)...(x-an)為 f(x)之因式。(2) a, b, c 互異, 若 f(a) = A, f(b) = B, f(c) = C,則 f(x) = (x - a)(x-b)(x-c)Q(x)+A (x - b)(x (a - b)(a

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