84 指考數學甲 第 18 題
📅 84 年 📝 指考數學甲 第 18 題 題型:非選 課綱:99課綱
試就實數 $k$ 之值的變化,討論二元二次方程式 $x^2 + y^2 + 2x + 2y + k(x^2 - y^2 + 2x + 2y) = 0$ 的圖形。
unknown坐標幾何二次曲線
解題手法分類討論〔AI 推測〕
答案

如解析

詳解
整理原方程式,將其按 $x$ 與 $y$ 的二次項合併: $\Gamma: (k+1)x^2 + (1-k)y^2 + (2k+2)x + (2k+2)y = 0$。 就實數 $k$ 進行分類討論: 1. 當 $k = 0$ 時,方程式為 $x^2 + y^2 + 2x + 2y = 0 \Rightarrow (x+1)^2 + (y+1)^2 = 2$。 此為一圓,圓心為 $(-1, -1)$,半徑為 $\sqrt{2}$。 2. 當 $k = 1$ 時,方程式為 $2x^2 + 4x + 4y = 0 \Rightarrow x^2 + 2x + 2y = 0 \Rightarrow (x+1)^2 = -2(y-1/2)$。 此圖形為一拋物線。 3. 當 $k = -1$ 時,方程式為 $2y^2 = 0 \Rightarrow y = 0$。 此圖形為一直線(即 $x$ 軸)。 4. 當 $-1 < k < 1$ 且 $k \neq 0$ 時: 配方得 $(k+1)(x+1)^2 + (1-k)\left(y + \dfrac{k+1}{1-k}\right)^2 = (k+1) + \dfrac{(k+1)^2}{1-k} = \dfrac{2(k+1)}{1-k}$。 因為 $-1 < k < 1$,故 $k+1 > 0$ 且 $1-k > 0$。兩項係數均為正,且 $k+1 \neq 1-k$(因 $k \neq 0$)。 等號右端常數 $\dfrac{2(k+1)}{1-k} > 0$。 此圖形為一橢圓。 5. 當 $k < -1$ 或 $k > 1$ 時: 此時 $k+1$ 與 $1-k$ 異號,且 $\dfrac{2(k+1)}{1-k} \neq 0$。 此圖形為一雙曲線。

題目來源:民國84年大學聯考數學科試題(自然組) 第18題(來源PDF第18頁)

資料版本:2026-07-03(commit e5fec3c2)

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