84 指考數學甲 第 19 題
📅 84 年 📝 指考數學甲 第 19 題 題型:非選 課綱:99課綱
考慮函數 $f(x) = \cos 2x + 4 \sin^2 x - \cos x - 2$。 (1) 解方程式 $f(x) = 0$。 (2) 在 $0 \le x \le 2\pi$ 的條件下,解不等式 $f(x) > 0$。
unknown三角比與三角函數三角函數
答案

$(1)\ x = 2k\pi \pm \dfrac{\pi}{3}$ 或 $x = (2k-1)\pi$,$k \in \mathbb{Z}$;(2) $\dfrac{\pi}{3} < x < \dfrac{5\pi}{3}$ 且 $x \neq \pi$

詳解
利用倍角與同角公式化簡函數 $f(x)$: $\cos 2x = 2\cos^2 x - 1$ $\sin^2 x = 1 - \cos^2 x$ 代入可得: $f(x) = (2\cos^2 x - 1) + 4(1 - \cos^2 x) - \cos x - 2$ $= -2\cos^2 x - \cos x + 1$。 (1) 解方程式 $f(x) = 0$: $-2\cos^2 x - \cos x + 1 = 0 \Rightarrow 2\cos^2 x + \cos x - 1 = 0 \Rightarrow (2\cos x - 1)(\cos x + 1) = 0$。 解得 $\cos x = \dfrac{1}{2}$ 或 $\cos x = -1$。 若 $\cos x = \dfrac{1}{2}$,則 $x = 2k\pi \pm \dfrac{\pi}{3}$,其中 $k \in \mathbb{Z}$。 若 $\cos x = -1$,則 $x = 2k\pi + \pi = (2k+1)\pi$(在解析本寫為 $(2k-1)\pi$,兩者集合等價),其中 $k \in \mathbb{Z}$。 故方程式的解為 $x = 2k\pi \pm \dfrac{\pi}{3}$ 或 $x = (2k-1)\pi$,其中 $k \in \mathbb{Z}$。 (2) 解不等式 $f(x) > 0$,其中 $0 \le x \le 2\pi$: $-2\cos^2 x - \cos x + 1 > 0 \Rightarrow 2\cos^2 x + \cos x - 1 < 0 \Rightarrow (2\cos x - 1)(\cos x + 1) < 0$。 解得 $-1 < \cos x < \dfrac{1}{2}$。 在 $0 \le x \le 2\pi$ 的範圍內: $\cos x < \dfrac{1}{2}$ 得 $\dfrac{\pi}{3} < x < \dfrac{5\pi}{3}$。 $\cos x > -1$ 得 $x \neq \pi$。 因此,不等式的解為 $\dfrac{\pi}{3} < x < \dfrac{5\pi}{3}$ 且 $x \neq \pi$。

題目來源:民國84年大學聯考數學科試題(自然組) 第19題(來源PDF第19頁)

資料版本:2026-07-03(commit e5fec3c2)

校對狀態:人工抽查——本卷試題經人工抽樣檢查;非逐題逐字校對。

發現錯誤?回報此題問題 →

解析狀態:本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。