國中組

科學研習月刊上有一道數學問題，將編號1至5的鵲與1隻鳩(編號0)任意排成一圈，鵲媽媽由k號鵲開始餵，下一次順時針數k隻鳥後，餵第二隻r號鵲，再順時針數r隻鳥後餵第三隻，依此類推且鳩吃不到食物，我們成功找出原題不讓鳩吃到食物的解。但隨著鵲與鳩的增加，直接討論餵食順序與位置關係越趨困難，所以用鵲(n隻)不重複餵食進行討論得出成功餵食順序，也推出鵲鳩圍成一圈的排列位置。因此，我們證明出n鵲m鳩成功餵食的有解條件，並用排列組合與對稱性算出成功餵食順序的方法數。最後，我們也改變餵食方法，採餵食後跳過不數的方式，發現成功餵食順序的方法數不會隨著鳩數增加而改變，皆為編號1至n的鵲的直線排列數n!。

此研究主要探討將利樂棒填入不同之矩形及阿茲特克鑽石網格圖形，研究重點放在以二棒、三棒、四棒的單一或任取兩種元件分別探討不同比例的組合，可成功覆蓋圖形格線的情形，研究發現，不同元件可透過擺放位置及棒數計算，利用著色法、窮舉法、遞迴式及數學歸納法等不同方法，分析成功覆蓋及無解原因，加以歸納說明，並將其可擴展之矩形邊長及鑽石階數以一般式呈現。

本研究旨在探討圓外切多邊形中從每個頂點沿相交邊延伸特定距離所形成新端點的共圓性質，作為康威圓定理的一項推廣。研究同時考察了從圓外切多邊形的每個頂點處沿其相鄰邊及其反方向延伸特定距離形成的端點是否亦共圓。研究結果顯示，多組端點呈現共圓的現象。特別是在三角形的案例中，相較於邊數四或以上的多邊形，每組在共圓點的數量上多出兩個。進一步的探討揭示了三角形經過此操作後，三條公弦的延長線相交於一點，竟恰好是三角形的奈格爾點 (Nagel point)，本研究對這一發現也進行了討論和論證。

本研究源於一道常見的正方形內接三角形的動態幾何問題。我們考慮對角線，先刻劃出兩個動態的△𝐴𝐸𝐹與△𝐴𝑀𝑁之面積比值恆為定值，並且巧妙構造輔助線，利用純幾何方式證明共圓的動態四邊形 𝐸𝐹𝑀𝑁 的圓心軌跡為等軸雙曲線。為了一般化推廣，我們依序設定了等長、半角等條件去探討，實驗了長方形、菱形、直角箏形等，有趣的是，我們發現其兩個三角形面積比為定值的幾何結構是兩組四點共圓，並非等長或半角。值得一提的是，為了刻劃一般化的箏形中的圓心軌跡，我們先建立了菱形的模型，再給出箏形與菱形的對應模型，成功證明其圓心軌跡也是雙曲線。本研究將常見的幾何問題循序漸進地深化，刻劃出內在結構且給出獨特且有趣的成果。

本研究旨在使用深度學習技術製作青春痘的檢測系統，系統中包含了青春痘檢測、油性偵測、專家回覆系統與趨勢分析等四大子系統。在系統開發後，接著做使用者實用性分析，本團隊與皮膚科醫師合作，藉以評估青春痘檢測系統的模型準確率。在第一次評估混淆矩陣中得到57%的準確率，而後又再重新取樣，得到75%的準確率。在油性偵測部分，使用吸油面紙後得知其吸油面積的油性佔比。專家回覆系統是以Mistral 7B語言模型製作而成，幫助使用者了解青春痘的相關資訊；最後依醫生建議的皮膚修復週期為期三個月，過程中進行4次的評估。本系統會向使用者呈現最近4次的趨勢圖讓使用者與醫師均能了解皮膚的修復狀況，因此本系統為一套完整且操作簡便的自我檢測系統。

本研究目的主要在探討腸道菌對黃斑黑蟋蟀產卵及孵化的影響。研究發現對蟋蟀餵食植物乳桿菌，可提高產卵數，使最後成功孵出的小蟋蟀數量較多。分析可能原因為：一、植物乳桿菌可提高蟋蟀的食慾，使之獲得較充足營養。二、植物乳桿菌可抑制大腸桿菌、蘇力菌及88.89%從蟋蟀體表、腸道、產卵管分離出來的微生物，調節菌相平衡，促進蟲體健康。三、植物乳桿菌可分泌神經傳導物質GABA調控蟋蟀的生殖行為。此外，本研究亦發現對蟋蟀餵食抗生素或蘇力菌會降低卵的品質與孵化率，使最後孵出的小蟋蟀數量較少，其原因可能與卵黃生成素（vitellogenin）被抑制有關。因此本研究證明了腸道菌對黃斑黑蟋蟀的生殖也會造成許多重大影響。

我們想探討學校的太陽能板是否有效益，學校的太陽能板皆是傾斜6度且按屋頂的面向方位架設。我們使用2W的太陽能板做實驗，從太陽能板特性曲線發現：在室內、室外發電功率最大的電阻分別為3900與28.8歐姆。而光強度越強，電壓電流越大，在可見光範圍內，光的波長對發電效益並無顯著影響。接著，我們設計不同傾斜角度、面向方位對太陽能板發電的影響，發現最佳傾斜角度是讓太陽可以直射太陽能板；我們自製太陽能板旋轉裝置，發現轉動的比固定面向南方傾斜30度的發電功率大。學校太陽能板安裝的優先考量為無遮蔽物，在北部，夏季的發電功率最佳，夏季時傾斜角度很小，面向方位對太陽能板的發電功率影響不大，傾斜還可以排水以及清除灰塵。

水黽在水面上自在地的滑行，就想探索動態水面的表面張力。先設計用懸掛式的方式來測量表面張力，發現寬度愈大，可承載的重量越大，若加計沉陷的壓力差，則表面張力趨於一致。再測量兩根線接近時的承載力，發現距離小於 5mm，承載的重量隨距離的減少而減少，超過後則沒影響。當波前與壓克力板的方向平行時，在波谷時的向上加速度最大，此時水的表面張力不足以拉上壓克力，就會沉沒。波前與長邊垂直，當波浪來時，表面張力將前方向上抬升，後方要往下降，卻受到的表面張力的阻止，所以容易沉沒。推動鋁線快速前進時，鋁線前後方向上分力減少而沉沒。所以鋁線與前進方向垂直的比例愈多，最大前進速率愈小。依此做出表面張力移動底盤。

本篇研究主要討論減震及隔震裝置是否能在減少地震災害的同時，還能有發電的潛力。我們分別設計了減速馬達隔震裝置、電磁類雙彈簧調諧質量阻尼器進行實驗。前者透過加裝減速馬達以及不同齒輪齒數等因素，在能減震的同時提升發電效果，當外齒輪為36齒，且加裝復位彈簧時，在448gal加速度下，建物最大加速度能減少13%，並且能達到1.5mW的發電效果。後者的實驗中，我們認為電磁線圈及磁鐵兩者間距以及擺長的組合，將對建物產生不同的減震效果。實驗中在134gal加速度下，12.5cm擺長搭配與1cm的線圈間距，能夠降低51%的頂樓加速度，並達到2.9μW的發電能力。透過量化裝置發電能力後，也判斷整體來說減震效果與發電量關係不大，但與類雙彈簧系統上下板的間距有關。

本研究探討枯葉大刀螳螂 (Tenodera aridifolia aridifolia)生殖行為，研究一交尾行為結果：過程中雄螳螂會以78±19.8cm/s的速率逃離雌螳螂的獵捕，如被雌螳螂咬斷頭胸，可再活5天。研究二產卵 結果：雌螳螂腹部擺動幅度 2.5±0.1cm做類心臟線螵蛸，為後代預留一道 0.744cm出口。研究三 螵蛸對 卵防護 結果：0.12g水 在防水片全蒸散後，螵蛸內仍有 0.06 g，受外力擠壓後可回復2/3形態。研究四孵化結果：前若蟲跳出螵蛸，平均重力位能3.23x10-5J，以0.005mm線柄吊在空中、可承受.02gw、需12min脫皮成為初齡若螳，以上完成交尾、產卵、對卵防護、孵化生殖行為之研究。