84 指考數學乙 第 12 題
📅 84 年 📝 指考數學乙 第 12 題 題型:選填 課綱:99課綱
設有一橢圓形運動場地,令長軸兩頂點為 $A$ 及 $B$,短軸兩頂點為 $C$ 及 $D$,在 $D$ 點豎有一垂直於地面的旗竿,高 $10$ 公尺,若從 $C$ 點地面到旗竿頂的仰角為 $22.5^\circ$,而 $\angle ACD = 60^\circ$,則短軸 $\overline{CD}$ 之長度為 $\text{______}$,長軸 $\overline{AB}$ 之長度為 $\text{______}$。
橢圓幾何性質半角公式三角比與三角函數三角函數
解題手法數形結合〔AI 推測〕
答案

短軸長度為 $10(\sqrt{2}+1)$ 公尺,長軸長度為 $10(\sqrt{6}+\sqrt{3})$ 公尺

選填題

詳解
設旗竿頂端為 $T$,則 $\overline{DT} = 10$ 公尺。 由於旗竿垂直於地面,$\Delta CDT$ 為以 $D$ 為直角的直角三角形。由仰角為 $22.5^\circ$ 得: $$\overline{CD} = \overline{DT} \cot 22.5^\circ = 10(\sqrt{2}+1) \ \text{公尺}$$ 設橢圓中心為 $O$,則 $O$ 為 $\overline{CD}$ 的中點,且 $\overline{AB} \perp \overline{CD}$。因此 $\overline{AO}$ 垂直平分 $\overline{CD}$。 在 $\Delta ACD$ 中,因為 $\overline{AO}$ 垂直平分 $\overline{CD}$,所以 $\overline{AC} = \overline{AD}$($\Delta ACD$ 為等腰三角形)。 又已知 $\angle ACD = 60^\circ$,因此 $\Delta ACD$ 為正三角形。 在直角三角形 $\Delta AOC$ 中,$\angle AOC = 90^\circ$,$\angle ACO = 60^\circ$,得: $$\overline{AO} = \overline{CO} \tan 60^\circ = \dfrac{1}{2}\overline{CD} \tan 60^\circ$$ 長軸長度 $\overline{AB} = 2\overline{AO} = \overline{CD} \tan 60^\circ = 10(\sqrt{2}+1) \sqrt{3} = 10(\sqrt{6}+\sqrt{3}) \ \text{公尺}$。

題目來源:民國84年大學聯考數學科試題(社會組) 第12題(來源PDF第11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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