85 指考數學甲 第 17 題
📅 85 年 📝 指考數學甲 第 17 題 題型:選填 課綱:99課綱
設 $\Delta ABC$ 的三邊長為 $\overline{AB} = 8$,$\overline{BC} = 2\sqrt{13}$,$\overline{CA} = 4$,且 $H$ 為 $\Delta ABC$ 的垂心,若 $\overset{\large\rightharpoonup}{AH} = x\overset{\large\rightharpoonup}{AB} + y\overset{\large\rightharpoonup}{AC}$,則數對 $(x,y) = \text{____}$。
unknown三角比與三角函數平面向量
解題手法設未知數〔AI 推測〕
答案

(\dfrac{7}{207}, \dfrac{175}{207})

詳解
由於 $H$ 為 $\Delta ABC$ 的垂心,因此 $\overset{\large\rightharpoonup}{BH} \perp \overset{\large\rightharpoonup}{AC}$ 且 $\overset{\large\rightharpoonup}{CH} \perp \overset{\large\rightharpoonup}{AB}$。 由此可得內積關係式: $$\overset{\large\rightharpoonup}{AB} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AH} = \overset{\large\rightharpoonup}{AC} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AH} = \overset{\large\rightharpoonup}{AB} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AC}.$$ 利用餘弦定理求出 $\overset{\large\rightharpoonup}{AB} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AC}$: $$\overset{\large\rightharpoonup}{AB} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AC} = \overline{AB} \cdot \overline{AC} \cos A = \dfrac{\overline{AB}^2 + \overline{AC}^2 - \overline{BC}^2}{2}$$ $$= \dfrac{8^2 + 4^2 - (2\sqrt{13})^2}{2} = \dfrac{64 + 16 - 52}{2} = 14.$$ 因此,有: $$\overset{\large\rightharpoonup}{AB} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AH} = 14 \ \text{且} \ \overset{\large\rightharpoonup}{AC} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AH} = 14.$$ 將 $\overset{\large\rightharpoonup}{AH} = x\overset{\large\rightharpoonup}{AB} + y\overset{\large\rightharpoonup}{AC}$ 代入上列兩式: (1) $\overset{\large\rightharpoonup}{AB} \cdot (x\overset{\large\rightharpoonup}{AB} + y\overset{\large\rightharpoonup}{AC}) = 14 \Rightarrow x |\overset{\large\rightharpoonup}{AB}|^2 + y (\overset{\large\rightharpoonup}{AB} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AC}) = 14 \Rightarrow 64x + 14y = 14 \Rightarrow 32x + 7y = 7.$ (2) $\overset{\large\rightharpoonup}{AC} \cdot (x\overset{\large\rightharpoonup}{AB} + y\overset{\large\rightharpoonup}{AC}) = 14 \Rightarrow x (\overset{\large\rightharpoonup}{AB} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AC}) + y |\overset{\large\rightharpoonup}{AC}|^2 = 14 \Rightarrow 14x + 16y = 14 \Rightarrow 7x + 8y = 7.$ 聯立兩方程式: $$\begin{cases} 32x + 7y = 7 \\ 7x + 8y = 7 \end{cases}$$ 相減得 $25x - y = 0 \Rightarrow y = 25x$。 代入得 $7x + 8(25x) = 7 \Rightarrow 207x = 7 \Rightarrow x = \dfrac{7}{207}$。 則 $y = 25 \times \dfrac{7}{207} = \dfrac{175}{207}$。 故數對 $(x,y) = \left(\dfrac{7}{207}, \dfrac{175}{207}\right)$。

題目來源:民國85年大學聯考數學科試題(自然組) 第17題(來源PDF第14頁)

資料版本:2026-07-03(commit dcae275a)

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