108_07A_q02
108 指考數學甲 第 2 題
📅 108 年 📝 指考數學甲 第 2 題 題型:單選 課綱:99課綱
設 $n$ 為正整數。第 $n$ 個費馬數( Fermat Number )定義為 $F_n = 2^{(2^n)} + 1$ ,例如 $F_1 = 2^{(2^1)} + 1 = 2^2 + 1 = 5$ , $F_2 = 2^{(2^2)} + 1 = 2^4 + 1 = 17$ 。試問 $\dfrac{F_{13}}{F_{12}}$ 的整數部分以十進位表示時,其位數最接近下列哪一個選項?( $\log 2 \approx 0.3010$ )
  1. $120$
  2. $240$
  3. $600$
  4. $900$
  5. $1200$
費馬數對數與位數指數對數指數與對數
解題手法公式代入〔AI 推測〕
答案

$(5)$

詳解
費馬數 $F_n = 2^{(2^n)} + 1$,故 $$\dfrac{F_{13}}{F_{12}} = \dfrac{2^{(2^{13})} + 1}{2^{(2^{12})} + 1}$$ 由於 $2^{(2^{13})}$ 與 $2^{(2^{12})}$ 遠大於 $1$,故 $$\dfrac{F_{13}}{F_{12}} \approx \dfrac{2^{(2^{13})}}{2^{(2^{12})}} = 2^{(2^{13} - 2^{12})} = 2^{2^{12} \times (2 - 1)} = 2^{(2^{12})} = 2^{4096}$$ 設 $x = 2^{4096}$,其十進位位數為 $\lfloor \log x \rfloor + 1$: $$\log x = \log(2^{4096}) = 4096 \log 2 \approx 4096 \times 0.3010 = 1232.896$$ 因此 $\dfrac{F_{13}}{F_{12}}$ 的整數部分之位數約為 $1233$ 位,最接近選項 $(5)$ 的 $1200$。

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

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。