88 指考數學甲 第 5 題
📅 88 年 📝 指考數學甲 第 5 題 題型:多選 課綱:99課綱
已知 $y = x(x-1)(x+1)$ 的圖形如右圖所示。今考慮 $f(x) = x(x-1)(x+1) + 0.01$,則方程式 $f(x) = 0$
函數圖形
函數圖形
  1. 有三個實根
  2. 當 $x < -1$ 時,恰有一實根
  3. 當 $-1 < x < 0$ 時,恰有一實根
  4. 當 $0 < x < 1$ 時,恰有一實根
  5. 當 $1 < x$ 時,恰有一實根
三次函數圖形與極值多項式多項式函數與運算
解題手法數形結合〔AI 推測〕
答案

(1)(2)

詳解
令 $g(x) = x(x-1)(x+1) = x^3 - x$。其與 $x$ 軸的交點為 $x = -1, 0, 1$。 方程式 $f(x) = g(x) + 0.01 = 0$ 的根,即為函數 $y = g(x)$ 的圖形向上平移 $0.01$ 單位後與 $x$ 軸的交點。 我們求 $g(x)$ 的極值: $g'(x) = 3x^2 - 1 = 0 \Rightarrow x = \pm \dfrac{1}{\sqrt{3}}$。 - 當 $x = -\dfrac{1}{\sqrt{3}}$ 時,有極大值 $g\left(-\dfrac{1}{\sqrt{3}}\right) = \dfrac{2}{3\sqrt{3}} \approx 0.385$。 - 當 $x = \dfrac{1}{\sqrt{3}}$ 時,有極小值 $g\left(\dfrac{1}{\sqrt{3}}\right) = -\dfrac{2}{3\sqrt{3}} \approx -0.385$。 向上平移 $0.01$ 後,新函數 $f(x)$ 的: - 極大值為 $0.385 + 0.01 = 0.395 > 0$。 - 極小值為 $-0.385 + 0.01 = -0.375 < 0$。 因為極大值仍然大於 $0$ 且極小值仍然小於 $0$,所以與 $x$ 軸仍有三個交點,即有三個實根。選項 (1) 正確。 我們分析各區間根的分布: - 在 $x < -1$ 區間:由於 $f(-1) = g(-1) + 0.01 = 0.01 > 0$,而當 $x \to -\infty$ 時 $f(x) \to -\infty$,且在 $x < -1$ 時 $f(x)$ 單調遞增,故在此區間內恰有一實根。選項 (2) 正確。 - 在 $-1 < x < 0$ 區間:因為 $f(-1) = 0.01 > 0$ 且 $f(0) = 0.01 > 0$,且在此區間內極大值為正,函數並未穿過 $x$ 軸,故無實根。選項 (3) 錯誤。 - 在 $0 < x < 1$ 區間:因為 $f(0) = 0.01 > 0$ 且 $f(1) = 0.01 > 0$,但此區間內的極小值約為 $-0.375 < 0$,由中間值定理,在 $\left(0, \dfrac{1}{\sqrt{3}}\right)$ 與 $\left(\dfrac{1}{\sqrt{3}}, 1\right)$ 內各有一實根,共兩個實根。選項 (4) 錯誤。 - 在 $x > 1$ 區間:因為 $f(1) = 0.01 > 0$,且在此區間內函數單調遞增,故無實根。選項 (5) 錯誤。 故選 (1)(2)。

題目來源:民國88年大學聯考數學科試題(自然組) 第5題(來源PDF第5頁)

資料版本:2026-07-04(commit 790505b5)

校對狀態:機器檢查通過——已通過自動化格式與一致性檢查;不代表人工校對,不保證無誤。

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。