專技高考-醫事放射師放射線器材學(包括磁振學與超音波學)115 年第 10 題單選題
某物體在 CT 影像中,其一維 sensitivity profile 如果可以用高斯函數(Gaussian function)描述為
10×e−(10x2)
,其中 x 的單位是 cm。則此影像 1D sensitivity profile 之半高全寬(FWHM)約為多少 cm?
A2.63
B5.27正確答案
C7.90
D10.53
B正確答案
高斯函數的最大值為 10;令函數值等於半高 5,可得半高位置 |x|≈2.63 cm,因此 FWHM≈5.27 cm,答案為 B。
為什麼答案是 B
正確答案。半高全寬(FWHM)是兩側半高處的總距離。解出單側距離 x ≈ 2.63 cm 後,必須乘以 2,得到 5.26 ≈ 5.27 cm。
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完整詳解
Pro · 無限重點 高斯函數的最大值為 10;令函數值等於半高 5,可得半高位置 |x|≈2.63 cm,因此 FWHM≈5.27 cm,答案為 B。
由 $10e^{-x^2/10}=5$ 得 $e^{-x^2/10}=1/2$,所以 $x^2=10\ln 2$、$|x|\approx2.63$ cm;FWHM 為兩側距離,故 $2|x|\approx5.27$ cm,選 B。
逐選項分析
A✕ 陷阱
2.63 cm 是「半高半寬」(HWHM,Half Maximum at Half Width),也就是從中心點到一半高度的單側距離。計算出 x 值後忘記乘以 2 就會誤選此陷阱。
B✓ 正確
正確答案。半高全寬(FWHM)是兩側半高處的總距離。解出單側距離 x ≈ 2.63 cm 後,必須乘以 2,得到 5.26 ≈ 5.27 cm。
C✕
7.90 cm 約為單側距離 2.63 的 3 倍,在此高斯函數的 sensitivity profile 中無直接對應的物理意義,為干擾選項。
D✕
10.53 cm 約為單側距離 2.63 的 4 倍(或 FWHM 的 2 倍),無直接對應的物理意義,為干擾選項。
高斯函數與 FWHM 核心參數
| 參數名稱 | 英文縮寫 | 物理意義 | 計算關係 |
|---|
| 最大值 | Peak / Max | Sensitivity profile 的最高點 | 通常發生在 x=0 處 (若無平移) |
| 半高處 | Half Max | 函數值衰減至最大值一半的位置 | f(x) = 0.5 × f(0) |
| 半高半寬 | HWHM | 從中心點到半高處的單側距離 | 解方程式求得的 |x| 值 |
| 半高全寬 | FWHM | 兩側半高處之間的總寬度 | FWHM = 2 × HWHM |
解出 |x|≈2.63 cm 只是半高半寬(HWHM);題目問半高全寬(FWHM),還要乘以 2。