<選填>D. 平面 \( x – y + z = 0 \) 與平面 \( x = 2 \)、\( x – y = -2 \)、\( x + y = 2 \) 分別相交所得的三直線可圍成一個三角形。此三角形之周長化為最簡根式,可表為 \( a\sqrt{b} + c\sqrt{d} \),其中 \( a, b, c, d \) 為正整數且 \( b \lt d \),則 \( a = \boxed{17} \),\( b = \boxed{18} \),\( c = \boxed{19} \),\( d = \boxed{20} \)。
### 略解
要解決此問題,需先求三平面兩兩相交的直線方程,再求三角形的三個頂點,最後計算各邊長並求和得到周長。
#### 步驟1:求三條交線的方程
- **平面 \( x - y + z = 0 \) 與 \( x = 2 \) 的交線**:
將 \( x = 2 \) 代入 \( x - y + z = 0 \),得 \( 2 - y + z = 0 \implies z = y - 2 \)。
交線方程為 \( \begin{cases} x = 2 \\ z = y - 2 \end{cases} \)(參數化:\( x = 2, y = t, z = t - 2 \),\( t \) 為參數)。
- **平面 \( x - y + z = 0 \) 與 \( x - y = -2 \) 的交線**:
由 \( x - y = -2 \implies y = x + 2 \),代入 \( x - y + z = 0 \),得 \( x - (x + 2) + z = 0 \implies z = 2 \)。
交線方程為 \( \begin{cases} y = x + 2 \\ z = 2 \end{cases} \)(參數化:\( x = t, y = t + 2, z = 2 \),\( t \) 為參數)。
- **平面 \( x - y + z = 0 \) 與 \( x + y = 2 \) 的交線**:
由 \( x + y = 2 \implies y = 2 - x \),代入 \( x - y + z = 0 \),得 \( x - (2 - x) + z = 0 \implies z = 2 - 2x \)。
交線方程為 \( \begin{cases} y = 2 - x \\ z = 2 - 2x \end{cases} \)(參數化:\( x = t, y = 2 - t, z = 2 - 2t \),\( t \) 為參數)。
#### 步驟2:求三角形的三個頂點
- **頂點 \( A \)**:交線 \( x = 2 \) 與 \( y = x + 2 \) 的交點。
代入 \( x = 2 \) 到 \( y = x + 2 \),得 \( y = 4 \),再代入 \( z = 2 \),故 \( A(2, 4, 2) \)。
- **頂點 \( B \)**:交線 \( y = x + 2 \) 與 \( y = 2 - x \) 的交點。
聯立 \( y = x + 2 \) 和 \( y = 2 - x \),得 \( x + 2 = 2 - x \implies x = 0 \),則 \( y = 2 \),\( z = 2 \),故 \( B(0, 2, 2) \)。
- **頂點 \( C \)**:交線 \( y = 2 - x \) 與 \( x = 2 \) 的交點。
代入 \( x = 2 \) 到 \( y = 2 - x \),得 \( y = 0 \),再代入 \( z = y - 2 \),得 \( z = -2 \),故 \( C(2, 0, -2) \)。
#### 步驟3:計算各邊的長度
- **邊長 \( AB \)**:
由距離公式 \( \sqrt{(x_2 - x_1)^2 + (y_2 - y_1)^2 + (z_2 - z_1)^2} \),得
\[
AB = \sqrt{(2 - 0)^2 + (4 - 2)^2 + (2 - 2)^2} = \sqrt{4 + 4 + 0} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}
\]
- **邊長 \( BC \)**:
\[
BC = \sqrt{(0 - 2)^2 + (2 - 0)^2 + (2 - (-2))^2} = \sqrt{4 + 4 + 16} = \sqrt{24} = 2\sqrt{6}
\]
- **邊長 \( CA \)**:
\[
CA = \sqrt{(2 - 2)^2 + (0 - 4)^2 + (-2 - 2)^2} = \sqrt{0 + 16 + 16} = \sqrt{32} = 4\sqrt{2}
\]
#### 步驟4:計算周長
周長 \( = AB + BC + CA = 2\sqrt{2} + 2\sqrt{6} + 4\sqrt{2} = 6\sqrt{2} + 2\sqrt{6} \)。
對比形式 \( a\sqrt{b} + c\sqrt{d} \)(其中 \( b < d \)),可得 \( a = 6 \),\( b = 2 \),\( c = 2 \),\( d = 6 \)。
综上,\( a = \boxed{6} \),\( b = \boxed{2} \),\( c = \boxed{2} \),\( d = \boxed{6} \)。 報錯
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