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112學測數學B試題-03

地面上有甲、乙兩大樓,已知甲的高度大於乙,且甲、乙兩大樓的水平距離為 \(150\) 公尺。某人從甲樓頂拉一條繩索到乙樓頂,並從甲樓頂測得乙樓頂的俯角為 \(22^{\circ}\)。假設該繩索被拉成直線,試問繩索的長度(單位:公尺)最接近下列哪個選項?(註:眼睛往下看目標物時,視線與水平線間的夾角稱為俯角)
(1) \(150\)
(2) \(150\sin 22^{\circ}\)
(3) \(150\cos 22^{\circ}\)
(4) \(\frac{150}{\cos 22^{\circ}}\)
(5) \(\frac{150}{\sin 22^{\circ}}\)

[單選]
答案

設繩索長度為 \(l\),在由甲乙兩樓頂和水平距離構成的直角三角形中,水平距離為 \(150\) 公尺,俯角為 \(22^{\circ}\),繩索長度 \(l\) 與水平距離的關系為 \(\cos22^{\circ}=\frac{150}{l}\),則 \(l=\frac{150}{\cos 22^{\circ}}\)。答案:(4)


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112學測數學B試題-11

坐標平面上有一圓,其圓心為 \( A(a,b) \),且此圓與兩坐標軸皆相切,另有一點 \( P(c,c) \) 其中 \( a > c > 0 \),且已知 \( \overline{PA} = a + c \),試選出正確的選項。
(1) \( a = b \)
(2) 點 \( P \) 位於直線 \( x + y = 0 \) 上
(3) 點 \( P \) 在此圓內
(4) \( \frac{a + c}{b – c} = \sqrt{2} \)
(5) \( \frac{a}{c} = 2 + 3\sqrt{2} \)

[多選]
答案

1. 分析選項(1):
圓與兩坐標軸相切,圓心到x軸和y軸的距離相等且等於半徑,故 \( |a| = |b| = r \)。因 \( a > 0 \),且圓與軸相切的位置可推得 \( b = a \)(若 \( b = -a \) 則圓在第四象限,與 \( a > c > 0 \) 及 \( P(c,c) \) 位置不符),故 \( a = b \),選項(1)正確。

2. 分析選項(2):
點 \( P(c,c) \) 滿足 \( x = y \),即位於直線 \( x - y = 0 \) 上,而非 \( x + y = 0 \),選項(2)錯誤。

3. 分析選項(3):
圓的方程為 \( (x - a)^2 + (y - a)^2 = a^2 \)。點 \( P(c,c) \) 到圓心 \( A(a,a) \) 的距離 \( \overline{PA} = \sqrt{(a - c)^2 + (a - c)^2} = \sqrt{2}(a - c) \),已知 \( \overline{PA} = a + c \),故 \( \sqrt{2}(a - c) = a + c \),解得 \( a = (3 + 2\sqrt{2})c \)。
點 \( P \) 到圓心的距離平方為 \( 2(a - c)^2 \),圓半徑平方為 \( a^2 \)。
計算 \( 2(a - c)^2 - a^2 = 2a^2 - 4ac + 2c^2 - a^2 = a^2 - 4ac + 2c^2 \),代入 \( a = (3 + 2\sqrt{2})c \):
\( (3 + 2\sqrt{2})^2c^2 - 4(3 + 2\sqrt{2})c^2 + 2c^2 = (17 + 12\sqrt{2})c^2 - (12 + 8\sqrt{2})c^2 + 2c^2 = (7 + 4\sqrt{2})c^2 > 0 \),故點 \( P \) 在圓外,選項(3)錯誤。

4. 分析選項(4):
由 \( a = b \),且 \( \sqrt{2}(a - c) = a + c \),則 \( b - c = a - c \),\( \frac{a + c}{b - c} = \frac{a + c}{a - c} = \frac{\sqrt{2}(a - c)}{a - c} = \sqrt{2} \),選項(4)正確。

5. 分析選項(5):
由 \( \sqrt{2}(a - c) = a + c \),移項得 \( a(\sqrt{2} - 1) = c(\sqrt{2} + 1) \),\( \frac{a}{c} = \frac{\sqrt{2} + 1}{\sqrt{2} - 1} = (\sqrt{2} + 1)^2 = 3 + 2\sqrt{2} \),而非 \( 2 + 3\sqrt{2} \),選項(5)錯誤。

综上,正確選項為(1)(4)。


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112學測數學B試題-16

正方形紙張上有一點\(P\),\(P\)點距離紙張左邊界\(6\)公分,距離下邊界\(8\)公分。今將紙張的左下角\(O\)點往內摺至\(P\)點,如圖所示。則摺進去的三角形面積是__________平方公分。

[選填]
答案

1. 建立坐標系統:
設正方形左下角 \( O \) 為原點 \((0,0)\),左邊界為 \( y \) 軸,下邊界為 \( x \) 軸,則點 \( P \) 坐標為 \((6,8)\)。

2. 分析摺疊性質:
摺疊後 \( O \) 與 \( P \) 重合,摺痕為線段 \( OP \) 的垂直平分線。設摺痕與 \( x \) 軸(下邊界)交於點 \( B \),與 \( y \) 軸(左邊界)交於點 \( A \),則 \( \triangle OAB \) 即為摺進去的三角形(直角三角形,\(\angle AOB = 90^\circ\)),且 \( OA = AP \),\( OB = BP \)(對應點到摺痕距離相等)。

3. 計算 \( OA \) 和 \( OB \) 的長度:
- 設 \( OA = m \)(\( A \) 坐標為 \((0,m)\)),則 \( AP = m \)。由距離公式:\(\sqrt{(6-0)^2 + (8-m)^2} = m\),平方後化簡:\(36 + 64 - 16m + m^2 = m^2 \implies 100 = 16m \implies m = \frac{25}{4}\)。
- 設 \( OB = n \)(\( B \) 坐標為 \((n,0)\)),則 \( BP = n \)。由距離公式:\(\sqrt{(6-n)^2 + (8-0)^2} = n\),平方後化簡:\(36 - 12n + n^2 + 64 = n^2 \implies 100 = 12n \implies n = \frac{25}{3}\)。

4. 計算三角形面積:
\(\triangle OAB\) 面積為 \(\frac{1}{2} \times OA \times OB = \frac{1}{2} \times \frac{25}{4} \times \frac{25}{3} = \frac{625}{24}\)。


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111學測數學B試題-14

坐標平面上有一個半徑為\(7\)的圓,其圓心為\(O\)點。已知圓上有\(A\), \(B\)兩點,且\(AB = 8\) ,則內積\(\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OB}=\underline{○14 – 1}\ \underline{○14 – 2}\) 。

[選填]
答案

在\(\triangle AOB\)中,\(\vert\overrightarrow{OA}\vert=\vert\overrightarrow{OB}\vert = 7\),\(\vert\overrightarrow{AB}\vert = 8\)。根據余弦定理\(\cos\angle AOB=\frac{\vert\overrightarrow{OA}\vert^{2}+\vert\overrightarrow{OB}\vert^{2}-\vert\overrightarrow{AB}\vert^{2}}{2\vert\overrightarrow{OA}\vert\vert\overrightarrow{OB}\vert}=\frac{7^{2}+7^{2}-8^{2}}{2\times7\times7}=\frac{49 + 49 - 64}{98}=\frac{34}{98}=\frac{17}{49}\)。則\(\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OB}=\vert\overrightarrow{OA}\vert\vert\overrightarrow{OB}\vert\cos\angle AOB = 7\times7\times\frac{17}{49}=17\)。即\(\underline{○14 - 1}=17\),\(\underline{○14 - 2}=0\)。


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111學測數學B試題-20

18-20為題組
假設有塔高相等的兩座鐵塔,它們的傾斜度\(\alpha^{\circ}\),\(\beta^{\circ}\)分別滿足\(\sin\alpha^\circ=\frac{1}{3}\)與\(\sin\beta^\circ=\frac{1}{6}\)。已知兩座鐵塔的偏移距離相差\(20\)公尺,試求它們的塔頂到地面之距離相差多少公尺。

[非選擇]
答案

$\begin{align*}
&設塔高為H公尺,由偏移距離差得:\\
&H\sin\beta^\circ - H\sin\alpha^\circ = \left(\frac{7}{25} - \frac{1}{5}\right)H = \frac{2}{25}H = 20 \implies H=250。\\
\\
&由\sin\alpha^\circ=\frac{1}{5}得\cos\alpha^\circ=\frac{2\sqrt{6}}{5},由\sin\beta^\circ=\frac{7}{25}得\cos\beta^\circ=\frac{24}{25}。\\
\\
&計算塔頂到地面距離的差:\\
&H\cos\alpha^\circ - H\cos\beta^\circ = 250×\frac{2\sqrt{6}}{5} - 250×\frac{24}{25} = 100\sqrt{6} - 240(公尺)。
\end{align*}$


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