2012 年 DSE M2 歷屆試題:影片詳解

我們精選了 2012 年 DSE M2 試卷的 4 道題目,每題均附影片講解,請看看。

就 2012 年 DSE M2 題目向 AI 發問

2012 第 5 題 — 有理函數曲線的極小點及漸近線

就曲線 y = (x² + x + 1)/(x + 1),求其極小點及漸近線。

切線沿 y = (x² + x + 1)/(x + 1) 的右支滑動,在極小點 (0, 1) 變成水平;曲線貼近漸近線 x = −1 及 y = x。 自己試試 →
  1. 長除:x² + x + 1 = x(x + 1) + 1,故 y = x + 1/(x + 1)
  2. 漸近線:鉛垂漸近線 x = −1(分母為零)及斜漸近線 y = x(因 1/(x + 1) → 0)
  3. dy/dx = 1 − 1/(x + 1)² = x(x + 2)/(x + 1)²
  4. dy/dx = 0 時 x = 0 或 x = −2。在 x = 0,dy/dx 由負變正,故為極小(x = −2 為極大)
  5. 當 x = 0:y = 1

答案: 極小點 (0, 1);漸近線 x = −1 及 y = x

2012 第 6 題 — 向平截頭體玻璃杯注水

一隻玻璃杯呈倒置平截頭體,高 10 cm,底半徑 3 cm,杯口半徑 4 cm。水深 h cm 時,水的體積為 V = (π/300)(h³ + 90h² + 2700h) cm³。現以 7π cm³/s 注水,求 h = 5 時水深的增加率。

玻璃杯注水時的側視圖。水面越高越闊,故同樣以 7π cm³/s 注水,水位上升得越來越慢:水深 5 cm 時為 4/7 cm/s。 自己試試 →
  1. 公式的由來:水深 h 時水面半徑為 3 + h/10,代入平截頭體體積公式 V = (π/3)h[3² + 3(3 + h/10) + (3 + h/10)²],展開即得題目的式子
  2. dV/dh = (π/300)(3h² + 180h + 2700) = (π/100)(h + 30)²
  3. 鏈式法則:dV/dt = (dV/dh)(dh/dt)
  4. 當 h = 5:7π = (π/100)(35)² · dh/dt = 12.25π · dh/dt
  5. dh/dt = 7/12.25 = 4/7

答案: 水深以 4/7 cm/s 增加

2012 第 7 題 — 平行六面體的面積及高

一個平行六面體的棱為 OA = 6i + 2j − k、OB = 2i + j 及 OC = 5i − j + 2k;OADB 是由 OA 及 OB 所張成的面。求(a) 平行四邊形 OADB 的面積;(b) C 至平面 OADB 的距離。

鏡頭環繞平行六面體。藍色的面為 OADB(面積 3),紅色線段是由 C 至該面的垂線,長 11/3。 自己試試 →
  1. OA × OB = (2·0 − (−1)·1)i − (6·0 − (−1)·2)j + (6·1 − 2·2)k = i − 2j + 2k
  2. (a) 面積 = |OA × OB| = √(1 + 4 + 4) = 3
  3. (b) 所求距離是 OC 在法向量 n = i − 2j + 2k 上的投影長度
  4. OC · n = 5 + 2 + 4 = 11
  5. 距離 = |OC · n| / |n| = 11/3

答案: (a) 3;(b) 11/3

2012 第 9 題 — y = √(x sin x) 的旋轉體體積

由曲線 y = √(x sin x)(0 ≤ x ≤ π)及 x 軸所圍成的區域繞 x 軸旋轉。先求 ∫ x sin x dx,再求該旋轉體的體積。

紅色曲線 y = √(x sin x) 繞 x 軸旋轉,掃出藍色的立體。每個橫切面都是面積為 πy² = πx sin x 的圓盤,這正是被積的函數。 自己試試 →
  1. 分部積分,取 u = x、dv = sin x dx:∫ x sin x dx = −x cos x + ∫ cos x dx = −x cos x + sin x + C
  2. 圓盤法:V = π∫₀^π y² dx = π∫₀^π x sin x dx
  3. V = π[−x cos x + sin x]₀^π = π[(π + 0) − 0]

答案: V = π²

如何使用這份 2012 年 DSE M2 題解

請先自行在紙上嘗試每一題,然後觀看動畫:每段影片都是該題的真實 GeoGebra 作圖,讓你在閱讀步驟之前先看到答案為何如此。點擊影片可在 SketchMath 開啟同一圖像,自行拖動或旋轉。想重溫相關理論,可參閱 DSE M2 筆記;其他年份見全部 M2 歷屆試題詳解。

每題均以我們自己的文字轉述,數據與 2012 年香港中學文憑考試數學延伸部分單元二試卷相同;題解及動畫由 SketchMath 編寫。

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