88 指考數學乙 第 13 題
📅 88 年 📝 指考數學乙 第 13 題 題型:非選 課綱:99課綱
二. 如下圖所示,$\overline{FG}$ 是一條長 $4$ 公尺的鐵絲,$C$ 是線段 $\overline{FG}$ 上的一點,將 $\overline{CG}$ 圍成另一個等腰直角三角形 $CDE$,將 $\overline{CF}$ 圍成另一個等腰直角三角形 $CBA$。 (1) 試說明梯形 $ABDE$ 的面積與 $C$ 點的位置無關。 (2) 求梯形 $ABDE$ 的面積。
題目附圖:等腰直角三角形與梯形
題目附圖:等腰直角三角形與梯形
解答附圖:以 x 與 y 標示邊長
解答附圖:以 x 與 y 標示邊長
梯形與三角形面積平面幾何三角函數
解題手法設未知數〔AI 推測〕
答案

如下

詳解
設等腰直角三角形 $\Delta ABC$ 的腰長 $\overline{AB} = \overline{BC} = x$,等腰直角三角形 $\Delta CDE$ 的腰長 $\overline{DE} = \overline{CD} = y$。 則這兩個三角形的斜邊長分別為 $\overline{AC} = \sqrt{2}x$ 且 $\overline{CE} = \sqrt{2}y$。 這兩個三角形的周長和即為鐵絲總長 $4$ 公尺,故: $$(2+\sqrt{2})x + (2+\sqrt{2})y = 4 \Rightarrow (2+\sqrt{2})(x+y) = 4$$ 解得 $x+y$ 為: $$x+y = \dfrac{4}{2+\sqrt{2}} = \dfrac{4(2-\sqrt{2})}{4-2} = 2(2-\sqrt{2}) = 4-2\sqrt{2}$$ (1) 觀察圖形,梯形 $ABDE$ 的上底為 $\overline{DE} = y$,下底為 $\overline{AB} = x$,高為 $\overline{BD} = \overline{BC} + \overline{CD} = x+y$。 其面積 $S_{ABDE}$ 公式為: $$S_{ABDE} = \dfrac{1}{2}(\overline{AB} + \overline{DE}) \times \overline{BD} = \dfrac{1}{2}(x+y)(x+y) = \dfrac{1}{2}(x+y)^2$$ 因為 $x+y = 4-2\sqrt{2}$ 是一個與點 $C$ 位置無關的常數, 所以梯形 $ABDE$ 的面積亦為定值,即面積與 $C$ 點的位置無關。 (2) 將 $x+y = 4-2\sqrt{2}$ 代入面積公式計算: $$S_{ABDE} = \dfrac{1}{2}(4-2\sqrt{2})^2 = \dfrac{1}{2}(16 - 16\sqrt{2} + 8) = \dfrac{1}{2}(24 - 16\sqrt{2}) = 12 - 8\sqrt{2} \text{ (平方公尺)}$$

題目來源:民國88年大學聯考數學科試題(社會組) 第13題(來源PDF第14頁)

資料版本:2026-07-05(commit 06b4ff14)

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