學習重點 數列與圖形規律:分別計算黑點與線段的增加量,掌握等差數列的一般項、前 n 項和及等長分段和。 空間向量:以「終點減起點」求向量,再將對應分量相乘後相加,求出內積。 應用與推理:分錢問題以總額不變列方程式;真假話問題依真話數量檢驗假設。 線對稱與自然科學:移除線段後重新尋找對稱軸;熟記光的三原色,以及魚肝油與維生素 A、D 的關係。 核心觀念 一、圖形規律:黑點與線段分開計算 觀察圖形時,先確認每增加一個構造單位,黑點與線段各增加多少,再寫出一般式。只有前兩個數值,不能保證後續一定依等差規律增加,仍須配合圖形的重複構造確認。 若黑點由 5 個、8 個依序每次增加 3 個,第 n 個圖的黑點數為 5+3(n-1)=3n+2;線段由 4 條、8 條依序每次增加 4 條,線段數為 4+4(n-1)=4n。兩者合計為 7n+2,因此 n=12 時,黑點為 38 個、線段為 48 條,總和為 86。 計數時,共用的黑點或線段不可重複計算。寫出公式後,應代回前面各圖核對,確認計數方式與圖形一致。 二、等差數列:公差、一般項與項和 概念公式與判斷 公差 d後項減前項;數列遞減時,公差為負數。 第 n 項 a(n)a(n)=a(1)+(n-1)d。 前 n 項和 S(n)S(n)=n[a(1)+a(n)]÷2。 項和的另一形式S(n)=n[2a(1)+(n-1)d]÷2。 以 125、122、119、……為例,公差是 122-125=-3,因此一般項為 a(n)=125-3(n-1)。第 25 項為 125-72=53;前 10 項和為 10[250-27]÷2=1115。 相鄰兩段若各有 k 項,後段和減前段和等於 k²d。原因是後段每一項都比前段對應項多 kd,共有 k 組對應項,因此總差為 k×kd。 例如前 20 項與接續的 20 項相比,段和差為 20²×(-3)=-1200,所以 S(40)-S(20)=S(20)-1200。注意 S(40)-S(20) 表示第 21 項至第 40 項的總和。 三、空間向量與內積 由兩點求向量時,固定使用終點座標減起點座標。例如 A(2,-3,4)、B(3,-4,4)、C(2,-2,3),可得 AB 向量=(1,-1,0),AC 向量=(0,1,-1)。 若 u=(u1,u2,u3)、v=(v1,v2,v3),則內積為 u·v=u1v1+u2v2+u3v3。因此上述 AB 與 AC 的內積為 1×0+(-1)×1+0×(-1)=-1。 運算方法結果 向量加減對應分量相加或相減向量 向量內積對應分量相乘,再全部相加純量,即一個數 兩個非零向量的內積為 0,表示互相垂直;內積為正,夾角小於 90°;內積為負,夾角大於 90°。若只將其中一個向量反向,內積會變號;若兩個都反向,內積不變。 四、平均分錢:總額不變 設原有人數為 n,每人分 x 元,總額就是 nx。人數增加,每人所得減少;人數減少,每人所得增加,但兩種情況的總金額都必須等於原總額。 增加 6 人、每人少分 20 元:列式為(n+6)(x-20)=nx,化簡得 3x-10n=60。 減少 3 人、每人多分 20 元:列式為(n-3)(x+20)=nx,化簡得 3x=20n-60。 聯立兩式可得 10n=120,因此原有12 人,每人分 60 元,總額為 720 元。 代回驗算:18 人各分 40 元,以及 9 人各分 80 元,總額都為 720 元。答案必須對應題目所問的量,不能把每人金額或總額當成人數。 五、真假話:先找相同命題 「只有一句真話」表示恰好一句為真,其餘都為假。解題時可逐一假設吃東西的人,再檢查所有說法的真假。 「二哥吃了」與二哥說「我吃了」,內容是同一個命題,必定同真同假。若它們都為真,就會出現兩句真話,因此兩句只能都為假,可知二哥沒有吃。 剩下的「小弟沒有吃」必須為真,因此小弟也沒有吃。在已知只有三兄弟之一吃了的前提下,吃的人就是大哥。 若兩句話恰好互為否定,例如「某人吃了」與「某人沒有吃」,則必定一真一假。不要把「兩人互相指責」直接當成互為否定,應先確認命題內容。 六、線對稱:移除後重新找軸 線對稱圖形是沿某一直線對摺後,两側能完全重合的圖形,該直線稱為對稱軸。判斷時,軸外每一條線段都要有位置、方向與長度相符的鏡射線段;位於軸上的線段則可映回自身。 移除木棒後,應檢查剩餘圖形是否存在任何一條對稱軸,不必沿用原本的軸。八支等長木棒的指定移除情形中,所列三種方式都能保留線對稱,符合條件的方式共有3 種。 若原圖對某軸對稱,且移除的線段集合也對同一軸對稱,剩餘圖形便仍對該軸對稱。若原軸已不適用,則應再找其他可能的軸。 七、光的三原色 比較色光色料 三原色紅、綠、藍(RGB)青、洋紅、黃(CMY) 混色原理加法混色減法混色 三者混合適當比例可形成白光理想情況可形成黑色 黑色不是光的三原色,在色光模型中代表沒有可見光輸出;白光是三原色色光適當混合的結果,也不是其中一種原色。 八、魚肝油與維生素 魚肝油含維生素 A、D。在魚肝油過量與營養素中毒的辨識中,應掌握維生素 A這個關鍵;不可因為其他選項也屬脂溶性維生素,就認定它們同樣符合魚肝油的成分特性。 分類種類基本特性 脂溶性A、D、E、K可在體內儲存,過量攝取可能累積並造成毒性。 水溶性B 群、C多餘部分通常較容易排出,但不代表過量一定無害。 常考陷阱 把減少量當公差:每次少 3,公差就是-3;寫成正 3 是錯誤的。 一般項多加一次公差:從首項到第 n 項只有 n-1 次變化。 分段和只乘一次項數:每段 k 項的相鄰段和差是 k²d,不是 kd。 內積選成座標:內積結果是一個數;三個分量組成的座標表示向量。 只算黑點或只算線段:若要求兩者合計,須分別求值後相加。 相信承認者一定說真話:真假取決於全部敘述能否同時符合真話數量限制。 原對稱軸失效就判不對稱:剩餘圖形可能具有其他對稱軸。 混淆色光與色料:光是紅綠藍;黑、白都不是光的三原色。 只靠脂溶性分類選答案:魚肝油須連結 A、D,其中所考的中毒營養素為 A。 記憶口訣 等差:「後減前求差,項數減一再乘差;首末相加乘項數,最後除以二。」 向量:「終點減起點,內積乘後加。」 真假話:「同話同真假,假設後驗算。」 自然常識:「紅綠藍,合成白;脂溶 ADEK,魚肝記 A、D。」