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091_07A_q11
91 指考數學甲 第 11 題
📅 91 年
📝 指考數學甲
第 11 題
題型:選填
課綱:99課綱
設 $n$ 為正整數,坐標平面上有一等腰三角形,它的三個頂點分別是 $(0,2)$、$\left(\dfrac{1}{n},0\right)$、$\left(-\dfrac{1}{n},0\right)$。假設此三角形的外接圓直徑長等於 $D_n$,則 $\lim\limits_{n \to \infty} D_n = \underline{ }$。
微積分
微積分
解題手法
設未知數
〔AI 推測〕
答案
$2$
填入 2
詳解
設等腰三角形的三個頂點為 $A(0,2)$、 $B\left(-\dfrac{1}{n}, 0\right)$、 $C\left(\dfrac{1}{n}, 0\right)$。 因為外接圓的圓心 $T$ 必落在對稱軸(即 $y$ 軸)上,故可設其坐標為 $(0, t)$。利用外接圓圓心到頂點的距離相等($TA = TC$)的性質: $$TA^2 = TC^2 \implies (t - 2)^2 = \left(\dfrac{1}{n} - 0\right)^2 + (0 - t)^2$$ $$t^2 - 4t + 4 = \dfrac{1}{n^2} + t^2$$ $$-4t + 4 = \dfrac{1}{n^2} \implies 4t = 4 - \dfrac{1}{n^2} \implies t = 1 - \dfrac{1}{4n^2}$$ 因此,外接圓的半徑 $R$ 為: $$R = TA = |2 - t| = 2 - \left(1 - \dfrac{1}{4n^2}\right) = 1 + \dfrac{1}{4n^2}$$ 外接圓的直徑 $D_n = 2R = 2 + \dfrac{1}{2n^2}$。求當 $n \to \infty$ 時的極限值: $$\lim_{n \to \infty} D_n = \lim_{n \to \infty} \left(2 + \dfrac{1}{2n^2}\right) = 2$$ 故答案為 $2$。
題目來源:
大學入學考試中心公開試題。
解析狀態:
本解析由 AI 輔助產出,未經人工審核,非官方詳解,僅供學習參考。如與官方公告不同,請以官方公告為準。