87 指考數學乙 第 9 題
📅 87 年 📝 指考數學乙 第 9 題 題型:選填 課綱:99課綱
一圓的方程式為 $x^2 + y^2 - 8x + 4y - 5 = 0$,考慮此圓任意兩條互相垂直切線的交點,所有這種交點所成圖形的方程式為 $\underline{\ \ \ \ \ \ \ \ }$。
垂直切線交點軌跡示意圖
垂直切線交點軌跡示意圖
切線直線與圓圓與直線
解題手法數形結合〔AI 推測〕
答案

$x^2 + y^2 - 8x + 4y - 30 = 0$

選填題

詳解
將圓方程式 $x^2+y^2-8x+4y-5=0$ 配方,得 $$(x-4)^2+(y+2)^2=25,$$ 所以圓心為 $C(4,-2)$,半徑為 $5$。 假設圓上過點 $A$、$B$ 的兩條互相垂直切線交於 $P(x,y)$。因為切線段 $\overline{PA}=\overline{PB}$,且圓半徑 $\overline{CA}=\overline{CB}$,所以四邊形 $PACB$ 為正方形。對角線 $$\overline{PC}=\sqrt{2}\times \overline{AC}=5\sqrt{2}.$$ 又 $P(x,y)$、$C(4,-2)$,由兩點距離公式, $$\overline{PC}=\sqrt{(x-4)^2+(y+2)^2}=5\sqrt{2}.$$ 平方展開得 $$(x-4)^2+(y+2)^2=50,$$ 所以點 $P$ 的軌跡方程式為 $$x^2+y^2-8x+4y-30=0.$$

題目來源:民國87年大學聯考數學科試題(社會組) 第9題(來源PDF第11頁)

資料版本:2026-07-04(commit 790505b5)

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