84大學聯考數學(自然組)選填第12題詳解

📅 84 年 📝 大學聯考數學(自然組) 第 12 題 題型:選填 課綱:99課綱

答案與本題考點

答案:$(\dfrac{7}{3},-2,0)$

本題考點:三點共線、空間向量與空間中的直線與平面

題目

$\Delta ABC$ 的三頂點坐標為 $A(2,-3,5)$,$B(3,0,10)$,$C(x,y,0)$,則使 $\Delta ABC$ 的周長為最小的 $C$ 點坐標為________________。
三點共線空間向量與空間中的直線與平面

答案

答案

$(\dfrac{7}{3},-2,0)$

詳解

詳解
1. 因為 $A(2,-3,5)$ 與 $B(3,0,10)$ 的 $z$ 坐標均大於 $0$,它們在平面 $z=0$(即 $xy$ 平面)的同側,而 $C(x,y,0)$ 位於 $z=0$ 平面上。使 $\triangle ABC$ 周長最小,由於邊 $\overline{AB}$ 長度固定,等同於求 $\overline{CA}+\overline{CB}$ 的最小值。 取點 $A(2,-3,5)$ 對平面 $z=0$ 的對稱點 $A'(2,-3,-5)$,此時 $\overline{CA}=\overline{CA'}$,故 $\overline{CA}+\overline{CB}=\overline{CA'}+\overline{CB}$。當 $A',C,B$ 三點共線時,$\overline{CA'}+\overline{CB}$ 有最小值,此時 $C$ 點為直線 $A'B$ 與平面 $z=0$ 的交點。 2. 直線 $A'B$ 的方向向量為 $$ \overset{\large\rightharpoonup}{A'B}=(3-2,0-(-3),10-(-5))=(1,3,15)。 $$ 直線 $A'B$ 的參數式為 $$ \begin{cases} x=3+t,\\ y=3t,\\ z=10+15t, \end{cases} $$ 其中 $t$ 為實數。 3. 將其代入平面 $z=0$,得 $$ 10+15t=0\implies t=-\frac{2}{3}。 $$ 代回參數式可得 $C$ 點坐標為 $$ C=\left(3-\frac{2}{3},3\left(-\frac{2}{3}\right),0\right) =\left(\frac{7}{3},-2,0\right)。 $$
解法一附圖
解析附圖一
解析附圖一
解法二附圖
解析附圖二
解析附圖二

題目來源:民國84年大學聯考數學科試題(自然組) 第12題(來源PDF第10頁)

資料版本:2026-07-21(commit bde62541)

校對狀態:人工抽查——本卷試題經人工抽樣檢查;非逐題逐字校對。

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引用本站:大考雷達站,〈84大學聯考數學(自然組)選填第12題詳解〉,資料版本 2026-07-21,https://twmath.com/questions/084_07A_q12

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