← 回搜尋
093_07A_q03
93 指考數學甲 第 3 題
📅 93 年
📝 指考數學甲
第 3 題
題型:多選
課綱:99課綱
正四面體的四個頂點落在以原點 $O(0,0,0)$ 為球心、半徑為 $1$ 的球面上,已知一頂點 $P$ 的坐標為 $(0,0,1)$,另一頂點 $Q$ 的坐標為 $(a,b,c)$。下列選項有哪些必定是正確的?
$\overset{\large\rightharpoonup}{OP}$ 與 $\overset{\large\rightharpoonup}{OQ}$ 的夾角為 $120^\circ$。
$a^2+b^2>c^2$。
$ab>0$。
$c<0$。
正四面體
球面外接
空間向量內積
空間向量
空間向量與空間中的直線與平面
解題手法
向量化
對稱性
〔AI 推測〕
答案
$(2)(4)$
詳解
正四面體的重心在外接球球心(原點),故四頂點坐標之和為 $\mathbf{0}$。 設所有頂點對之內積皆相等(設為 $k$),由 $$|\mathbf{v}_1+\mathbf{v}_2+\mathbf{v}_3+\mathbf{v}_4|^2=0=4+2\cdot 6k \implies k=-\dfrac{1}{3}$$ 故 $P\cdot Q=(0,0,1)\cdot(a,b,c)=c=-\dfrac{1}{3}$。 $(1)$:$\cos\theta=c=-\dfrac{1}{3}\neq -\dfrac{1}{2}=\cos120^\circ$,**錯**。 $(2)$:$a^2+b^2=1-c^2=1-\dfrac{1}{9}=\dfrac{8}{9}>\dfrac{1}{9}=c^2$,**對**。 $(3)$:$Q=(a,b,-\tfrac{1}{3})$ 可為 $(\tfrac{2\sqrt{2}}{3},0,-\tfrac{1}{3})$,此時 $ab=0$,不一定 $>0$,**錯**。 $(4)$:$c=-\dfrac{1}{3}<0$,**對**。 故選 $(2)(4)$。
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。