091_12M_q16
91 學測數學補考 第 16 題
📅 91 年 📝 學測數學補考 第 16 題 題型:選填 課綱:99課綱
在平面上有一正方形 $ABCD$,$AB$、$BC$、$CD$、$DA$ 的延長線分別交直線 $L$ 於 $P$、$Q$、$R$、$S$。已知 $PR=3$、$QS=4$,則正方形 $ABCD$ 的邊長為 ____。
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正方形三角函數平行線投影平面幾何三角函數
解題手法設未知數〔AI 推測〕
答案

$12/5$

詳解
設正方形 $ABCD$ 的邊長為 $x$,直線 $L$ 與直線 $AB$(及 $CD$)的夾角為 $\theta$,則 $L$ 與直線 $BC$(及 $AD$)的夾角為 $90^\circ - \theta$。 由於 $AB \parallel CD$,兩平行線間的距離為正方形邊長 $x$。這兩條平行線截直線 $L$ 所得的線段長度 $PR$ 滿足: $$PR = \dfrac{x}{\sin\theta} = 3 \Rightarrow \sin\theta = \dfrac{x}{3}$$ 同理,對於平行線 $BC \parallel AD$,其截直線 $L$ 所得的線段長度 $QS$ 滿足: $$QS = \dfrac{x}{\cos\theta} = 4 \Rightarrow \cos\theta = \dfrac{x}{4}$$ 利用三角恆等式 $\sin^2\theta + \cos^2\theta = 1$: $$\left(\dfrac{x}{3}\right)^2 + \left(\dfrac{x}{4}\right)^2 = 1$$ $$\dfrac{x^2}{9} + \dfrac{x^2}{16} = 1 \Rightarrow x^2\left(\dfrac{25}{144}\right) = 1$$ $$x^2 = \dfrac{144}{25} \Rightarrow x = \dfrac{12}{5}$$ 故正方形的邊長為 $\dfrac{12}{5}$。

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。