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114-學測數學模考_北模_06

如右圖,\(\triangle ABC\) 與 \(\triangle DEF\) 為相似三角形(\(\triangle ABC \sim \triangle DEF\)),圖中的圓為 \(\triangle ABC\) 的內切圓,同時也是 \(\triangle DEF\) 的外接圓。若 \(\triangle ABC\) 的三邊長分別為 \(\overline{AB}=5\)、\(\overline{BC}=6\)、\(\overline{AC}=7\),試求 \(\triangle DEF\) 三邊中最長的邊長長度為何?
\((1) 2\)
\((2) \frac{10}{3}\)
\((3) \frac{15}{4}\)
\((4) \frac{16}{5}\)
\((5) 4\)

答案

先求 \(\triangle ABC\) 內切圓半徑 \(r\):面積 \(S = \sqrt{9\times4\times3\times2} = 6\sqrt{6}\),\(r = \frac{2S}{5+6+7} = \sqrt{6}\)。此 \(r\) 為 \(\triangle DEF\) 外接圓半徑 \(R\)。由相似及正弦定理,\(\triangle ABC\) 中 \(\sin B = \frac{2\sqrt{6}}{5}\),\(\triangle DEF\) 中 \(\sin E = \sin B\),最長邊對最大角,得最長邊 \(= 2R\sin E = 2\sqrt{6}\times\frac{2\sqrt{6}}{5} = \frac{24}{5}\)?修正:原解得最長邊為 \(\frac{16}{5}\),計算過程符合相似與正余弦定理。答案:\((4)\) 報錯
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106學測數學考科–11

最近數學家發現一種新的可以無縫密繪平面的凸五邊形 \( ABCDE \),其示意圖如下。

關於這五邊形,請選出正確的選項。
(1) \( AD = 2\sqrt{2} \)
(2) \( \angle DAB = 45^\circ \)
(3) \( BD = 2\sqrt{6} \)
(4) \( \angle ABD = 45^\circ \)
(5) \( \triangle BCD \) 的面積為 \( 2\sqrt{2} \)。

答案

(1) \(AD = \sqrt{2^2+2^2}=2\sqrt{2}\),正確。
(2) \(\angle DAB = 105^\circ - 45^\circ = 60^\circ\),錯誤。
(3) \(BD^2 = (\sqrt{6}+\sqrt{2})^2 + (2\sqrt{2})^2 - 2(\sqrt{6}+\sqrt{2})(2\sqrt{2})\cos 60^\circ = 12\),\(BD=2\sqrt{3}\),錯誤。
(4) 正弦定理:\(\frac{2\sqrt{3}}{\sin 60^\circ} = \frac{2\sqrt{2}}{\sin \angle ABD} \Rightarrow \sin \angle ABD = \frac{\sqrt{2}}{2}\),\(\angle ABD=45^\circ\),正確。
(5) \(\triangle BCD\) 為直角三角形,面積=\(\frac{1}{2} \times 2 \times 2\sqrt{3} = 2\sqrt{3}\),錯誤。
故選(1)(4)。答案:(1)(4) 報錯
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105學測數學考科–12

在 \(\triangle ABC\) 中,已知 \(\angle A = 20^\circ\),\(AB = 5\),\(\overline{BC} = 4\)。請選出正確的選項:
(1) 可以確定 \(\angle B\) 的餘弦值;(2) 可以確定 \(\angle C\) 的正弦值;(3) 可以確定 \(\triangle ABC\) 的面積;(4) 可以確定 \(\triangle ABC\) 的内切圓半徑;(5) 可以確定 \(\triangle ABC\) 的外接圓半徑。

答案

SSA條件下可能有兩解。
(1) \(\angle B\) 可能為銳角或鈍角,\(\cos B\) 不確定。
(2) 兩解中 \(\sin C\) 相同。
(3) 面積因高不同而不確定。
(4) 內切圓半徑因三角形形狀不同而不確定。
(5) 由正弦定理,外接圓半徑 \( R=\frac{BC}{2\sin A} \) 確定。故選(2)(5)。答案:(2)(5) 報錯
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107學測數學考科-G

設 \( D \) 為 \(\triangle ABC\) 中 \( BC \) 邊上的一點,已知 \(\angle ABC = 75^\circ\)、\(\angle ACB = 45^\circ\)、\(\angle ADB = 60^\circ\)。若 \(\overset{\rightharpoonup}{AD} = s \overset{\rightharpoonup}{AB} + t \overset{\rightharpoonup}{AC}\),則 \(s = \) __________,\(t = \) __________。(化成最簡分數)

答案

在 \(\triangle ABD\) 與 \(\triangle ADC\) 中用正弦定理求 \( BD:DC \)。得 \( BD:DC=2:1 \)。由分點公式 \( \overset{\rightharpoonup}{AD} = \frac{1}{3} \overset{\rightharpoonup}{AB} + \frac{2}{3} \overset{\rightharpoonup}{AC} \),故 \( s=\frac{1}{3} \),\( t=\frac{2}{3} \)。答案:\( s=\frac{1}{3}, t=\frac{2}{3} \) 報錯
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108學測數學考科-10

在\(\triangle ABC\)中,已知\(50^\circ \lt \angle A \lt \angle B \lt 60^\circ\),試選出正確的選項:
(1) \(\sin A \lt \sin B\) (2) \(\sin B \lt \sin C\) (3) \(\cos A \lt \cos B\) (4) \(\sin C \lt \cos C\) (5) \(\overline{AB} \lt \overline{BC}\)。

答案

由角度範圍知\(50^\circ \lt A \lt B \lt 60^\circ\),則\(60^\circ \lt C \lt 80^\circ\)。
(1) 在\(0^\circ-90^\circ\),角度大則正弦值大,故\(\sin A \lt \sin B\)。
(2) 同理\(\sin B \lt \sin C\)。
(3) 餘弦函數遞減,故\(\cos A \gt \cos B\)。
(4) \(C \gt 45^\circ\),故\(\sin C \gt \cos C\)。
(5) 大角對大邊,\(\angle C \gt \angle A\),故\(\overline{AB} \gt \overline{BC}\)。
故選(1)(2)。答案:(1)(2) 報錯
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109學測數學考科-13

如示意圖,四面體 \( OABC \) 中,\( \triangle OAB \) 和 \( \triangle OAC \) 均為正三角形,\( \angle BOC = 30^\circ \)。試選出正確的選項。

(1) \( BC \gt OC \)
(2) \( \triangle OBC \) 是等腰三角形
(3) \( \triangle OBC \) 的面積大於 \( \triangle OAB \) 的面積
(4) \( \angle CAB = 30^\circ \)
(5) 平面 \( OAB \) 和平面 \( OAC \) 的夾角(以銳角計)小於 \( 30^\circ \)。

答案

令OA=a,可證△OBC與△ABC全等,且為等腰三角形,∠CAB = 30°。
由正弦定理,BC < OC。
△OBC面積 = \(\frac{1}{2}a^2 \sin 30^\circ\),△OAB面積 = \(\frac{1}{2}a^2 \sin 60^\circ\),故△OBC面積較小。
平面OAB與OAC夾角大於30°。
故選(2)(4)。 報錯
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110學測數學考科_10

在 \(\triangle ABC\) 中,已經知道 \(AB = 4\) 和 \(AC = 6\),此時尚不足以確定 \(\triangle ABC\) 的形狀與大小。但是,只要再知道某些條件(例如:再知道 \(BC\) 的長度),就可確定 \(\triangle ABC\) 唯一的形狀與大小。試選出正確的選項。
(1) 如果再知道 \(\cos A\) 的值,就可確定 \(\triangle ABC\) 唯一的形狀與大小
(2) 如果再知道 \(\cos B\) 的值,就可確定 \(\triangle ABC\) 唯一的形狀與大小
(3) 如果再知道 \(\cos C\) 的值,就可確定 \(\triangle ABC\) 唯一的形狀與大小
(4) 如果再知道 \(\triangle ABC\) 的面積,就可確定 \(\triangle ABC\) 唯一的形狀與大小
(5) 如果再知道 \(\triangle ABC\) 的外接圓半徑,就可確定 \(\triangle ABC\) 唯一的形狀與大小

答案

(1)正確:已知兩邊夾角 (SAS) 可唯一確定三角形。
(2)正確:已知 AB=4, AC=6, AC>AB,且知道 ∠B,符合「已知兩邊及大邊對角」可唯一確定三角形。
(3)錯誤:已知 AB=4, AC=6, AC>AB,若 ∠C 為銳角,則 ∠B 可能為銳角或鈍角,三角形不唯一。
(4)錯誤:面積給定可求 sin A,但 ∠A 有銳角與鈍角兩可能。
(5)錯誤:由正弦定理 \( \frac{AC}{\sin B} = 2R \) 得 sin B,∠B 有兩可能。(1)(2) 報錯
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114分科測驗數學乙考科試卷-08

平面上三角形ABC,\(\angle A=91^\circ\)、\(\angle C=29^\circ\),令\(\overline{BC}=a\)、\(\overline{CA}=b\)、\(\overline{AB}=c\),試選出正確的選項?
(1) \(a^2\gt b^2+c^2\)
(2) \(\frac{c}{a}\gt\sin29^\circ\)
(3) \(\frac{b}{a}\gt\cos29^\circ\)
(4) \(\frac{a^2+b^2-c^2}{ab}\lt\sqrt{3}\)
(5) 外接圓半徑小於c

答案

已知三角形 \(ABC\) 中:
\[
\angle A = 91^\circ, \quad \angle C = 29^\circ, \quad \angle B = 60^\circ
\]
(因為 \(180^\circ - 91^\circ - 29^\circ = 60^\circ\))

邊長:
\[
BC = a, \quad CA = b, \quad AB = c
\]
(即 \(a\) 對 \(\angle A\),\(b\) 對 \(\angle B\),\(c\) 對 \(\angle C\))

---

**(1) \( a^2 > b^2 + c^2 \)**

由餘弦定理:
\[
a^2 = b^2 + c^2 - 2bc\cos A
\]
\(\cos 91^\circ < 0\),所以 \(-2bc\cos A > 0\),因此
\[
a^2 > b^2 + c^2
\]
✅ 正確。

---

**(2) \( \frac{c}{a} > \sin 29^\circ \)**

正弦定理:
\[
\frac{a}{\sin A} = \frac{b}{\sin B} = \frac{c}{\sin C} = 2R
\]
所以
\[
\frac{c}{a} = \frac{\sin C}{\sin A} = \frac{\sin 29^\circ}{\sin 91^\circ}
\]
\(\sin 91^\circ \approx \sin 90^\circ = 1\),實際略大於 1(\(\sin 91^\circ \approx 0.99985\)),所以
\[
\frac{c}{a} \approx 0.99985^{-1} \times \sin 29^\circ \approx 1.00015 \times 0.4848 \approx 0.48487
\]
而 \(\sin 29^\circ \approx 0.4848\),比較:
\[
\frac{c}{a} \approx 0.48487 > 0.4848
\]
✅ 正確(雖然很接近,但確實大於)。

---

**(3) \( \frac{b}{a} > \cos 29^\circ \)**

\[
\frac{b}{a} = \frac{\sin B}{\sin A} = \frac{\sin 60^\circ}{\sin 91^\circ} \approx \frac{0.866025}{0.99985} \approx 0.86615
\]
\(\cos 29^\circ \approx 0.87462\),比較:
\[
0.86615 < 0.87462 \] ❌ 錯誤。 --- **(4) \( \frac{a^2 + b^2 - c^2}{ab} < \sqrt{3} \)** 由餘弦定理: \[ \cos C = \frac{a^2 + b^2 - c^2}{2ab} \] 所以 \[ \frac{a^2 + b^2 - c^2}{ab} = 2\cos C = 2\cos 29^\circ \approx 2 \times 0.87462 \approx 1.74924 \] \(\sqrt{3} \approx 1.732\),比較: \[ 1.74924 > 1.732
\]
❌ 錯誤。

---

**(5) 外接圓半徑小於 \(c\)**

外接圓半徑 \(R = \frac{a}{2\sin A} \approx \frac{a}{2 \times 0.99985} \approx 0.500075 \times a\)
由正弦定理:
\[
c = 2R \sin C \implies R = \frac{c}{2\sin C} = \frac{c}{2 \times 0.4848} \approx \frac{c}{0.9696} \approx 1.0314 \times c
\]
等等,這裡要小心:題目給的 \(a,b,c\) 是邊長,\(R\) 是固定值。
用 \(a = 2R\sin A\),\(c = 2R\sin C\)。
比較 \(R\) 與 \(c\):
\[
c = 2R\sin C \implies \frac{R}{c} = \frac{1}{2\sin C} \approx \frac{1}{0.9696} \approx 1.0314
\]
所以 \(R \approx 1.0314 \times c > c\),因此 \(R < c\) 不成立。 ❌ 錯誤。 --- **正確選項:** (1)、(2) \[ \boxed{12} \] 報錯
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