092_12M_q20
92 學測數學補考 第 20 題
📅 92 年 📝 學測數學補考 第 20 題 題型:選填 課綱:99課綱
在坐標平面上,一道光線通過原點 $O$ 後,沿著 $y$-軸射向直線 $L: y=\dfrac{1}{2}x+1$,碰到直線 $L$ 後,假設光線依光學原理(入射角等於反射角)反射後通過 $x$-軸上的 $R$ 點,則 $R$ 點的 $x$-坐標為____。(化成最簡分數)
光的反射直線方程式向量直線與圓圓與直線
解題手法向量化〔AI 推測〕
答案

$\dfrac{4}{3}$

詳解
光線沿 $y$ 軸($x=0$)從原點向上。 直線 $L: y=\dfrac{1}{2}x+1$。交點:$x=0$ 代入得 $y=1$,故命中點 $H(0,1)$。 入射方向向量:$\mathbf{v} = (0,1)$ $L$ 的方程式可寫為 $x-2y+2=0$,法向量 $\mathbf{n}=(1,-2)$,單位法向量 $\hat{n}=\left(\dfrac{1}{\sqrt{5}},-\dfrac{2}{\sqrt{5}}\right)$。 反射公式:$\mathbf{v}' = \mathbf{v} - 2(\mathbf{v}\cdot\hat{n})\hat{n}$ $$\mathbf{v}\cdot\hat{n} = (0,1)\cdot\left(\dfrac{1}{\sqrt{5}},-\dfrac{2}{\sqrt{5}}\right) = -\dfrac{2}{\sqrt{5}}$$ $$\mathbf{v}' = (0,1) - 2\left(-\dfrac{2}{\sqrt{5}}\right)\left(\dfrac{1}{\sqrt{5}},-\dfrac{2}{\sqrt{5}}\right) = (0,1) + \dfrac{4}{5}(1,-2) = \left(\dfrac{4}{5},-\dfrac{3}{5}\right)$$ 反射線參數式:$(x,y) = (0,1) + t(4,-3) = (4t, 1-3t),\ t \ge 0$ 交 $x$ 軸($y=0$):$1-3t=0 \implies t=\dfrac{1}{3}$ $$x = 4\cdot\dfrac{1}{3} = \dfrac{4}{3}$$ 故 $R$ 點的 $x$ 坐標為 $\dfrac{4}{3}$。

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。