114學測數學B選填第17題詳解

📅 114 年 📝 學測數學B 第 17 題 題型:選填 課綱:108課綱

答案與本題考點

答案:$13$

本題考點:週期、最大公因數與最小公倍數、數列與級數、分類討論

題目

某液晶面板由紅、綠、藍三種顏色的 LED 燈泡組成。已知各色燈泡亮燈的循環規律如下:紅色:「亮 $3$ 秒,再暗 $1$ 秒,再亮 $2$ 秒」;綠色:「亮 $6$ 秒,再暗 $2$ 秒」;藍色:「亮 $k$ 秒,再暗 $(15-k)$ 秒」,其中 $k$ 為正整數。若在某時刻三種顏色的燈泡同時各自開始作上述循環,面板上都一直有燈亮著,並設各燈泡亮、暗切換的時間極短可被忽略,則 $k$ 的最小值為 ____。
週期最大公因數與最小公倍數數列與級數
解題手法分類討論〔AI 推測〕

答案

答案

$13$

詳解

詳解
紅燈:亮 $3$ 秒暗 $1$ 秒亮 $2$ 秒(週期 $6$ 秒),暗在 $[3,4)$。 綠燈:亮 $6$ 秒暗 $2$ 秒(週期 $8$ 秒),暗在 $[6,8)$。 藍燈:亮 $k$ 秒暗 $(15-k)$ 秒(週期 $15$ 秒),暗在 $[k,15)$。 1. 求紅燈與綠燈同時暗的時間段。因為紅燈週期 $6$,綠燈週期 $8$,最小公倍數為 $24$ 秒。在 $[0,24)$ 內,紅暗段 $[3,4)$、$[9,10)$、$[15,16)$、$[21,22)$;綠暗段 $[6,8)$、$[14,16)$、$[22,24)$。兩者重疊為 $[15,16)$。 因為紅綠同暗段每 $24$ 秒重複一次,所以在 $[0,120)$($120$ 是 $6,8,15$ 的最小公倍數)內有:$[15,16)$、$[39,40)$、$[63,64)$、$[87,88)$、$[111,112)$。 2. 藍燈暗段為 $[k+15j,\;15+15j)$,$j=0,1,2,\ldots$。在 $[0,120)$ 內有 $j=0$ 到 $7$,共 $8$ 段。 3. 因為面板一直有燈亮著,所以紅綠同暗段必須被藍燈的亮段覆蓋,即藍燈的暗段不能與紅綠同暗段重疊。逐一檢查 $k$ 從 $1$ 開始: 當 $k\le12$ 時,藍暗段長 $15-k\ge3$,且 $k+15j$ 會推移到與某個紅綠同暗段重疊的位置,都會發生重疊。 當 $k=13$ 時,藍暗段為 $[13,15)$、$[28,30)$、$[43,45)$、$[58,60)$、$[73,75)$、$[88,90)$、$[103,105)$、$[118,120)$。這些段與紅綠同暗段皆不重疊。 因此 $k$ 的最小值為 $13$。 故填 $13$。

題目來源:民國114年學測數學B 第17題(來源PDF第5頁)

資料版本:2026-06-01(commit eb9fe4d6)

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。

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引用本站:大考雷達站,〈114學測數學B選填第17題詳解〉,資料版本 2026-06-01,https://twmath.com/questions/114_02B_q17

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