84 指考數學乙 第 10 題
📅 84 年 📝 指考數學乙 第 10 題 題型:選填 課綱:99課綱
空間上一平面 $E$ 與正 $x$ 軸、正 $y$ 軸及正 $z$ 軸分別交於 $A$、$B$、$C$ 三點,已知 $C$ 點之坐標為 $(0,0,1)$,$\overline{CA}=\overline{CB}$ 且 $\Delta ABC$ 之面積為 $\dfrac{3\sqrt{7}}{2}$,則 $A$ 點之坐標為 $\text{______}$,平面 $E$ 之一個單位法向量為 $\text{______}$。
外積法向量空間中的平面空間向量空間向量與空間中的直線與平面
解題手法向量化〔AI 推測〕
答案

$(\sqrt{7}, 0, 0), \pm(\dfrac{1}{3}, \dfrac{1}{3}, \dfrac{\sqrt{7}}{3})$

選填題

詳解
設平面 $E$ 交正 $x$ 軸於 $A(a,0,0)$,交正 $y$ 軸於 $B(0,b,0)$。由 $\overline{CA}=\overline{CB}$ 且 $C(0,0,1)$ 得 $a=b$。 因此 $A(a,0,0)$,$B(0,a,0)$。向量為: $$\overset{\large\rightharpoonup}{AB} = (-a, a, 0), \ \overset{\large\rightharpoonup}{AC} = (-a, 0, 1)$$ 外積為: $$\overset{\large\rightharpoonup}{AB} \times \overset{\large\rightharpoonup}{AC} = (a, a, a^2)$$ 外積的長度為 $\sqrt{2a^2+a^4}$。面積為: $$\text{面積} = \dfrac{1}{2}\sqrt{2a^2 + a^4} = \dfrac{3\sqrt{7}}{2} \implies a^4 + 2a^2 - 63 = 0 \implies a^2 = 7 \implies a = \sqrt{7}$$ 故 $A$ 點坐標為 $(\sqrt{7}, 0, 0)$。 平面 $E$ 的法向量為 $(\sqrt{7}, \sqrt{7}, 7) \propto (1, 1, \sqrt{7})$。單位法向量為: $$\pm \dfrac{(1, 1, \sqrt{7})}{\sqrt{1^2+1^2+(\sqrt{7})^2}} = \pm \left(\dfrac{1}{3}, \dfrac{1}{3}, \dfrac{\sqrt{7}}{3}\right)$$

題目來源:民國84年大學聯考數學科試題(社會組) 第10題(來源PDF第9頁)

資料版本:2026-07-04(commit 921a8518)

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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