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094_07B_q04
94 指考數學乙 第 4 題
📅 94 年
📝 指考數學乙
第 4 題
題型:多選
課綱:99課綱
試問在坐標平面上,下列有關拋物線的敘述哪些是正確的?
能夠找到拋物線以 $x$ 軸為準線,$x+ y=0$ 為對稱軸。
能夠找到拋物線以 $x$ 軸為準線,頂點是 $(1,1)$,焦點是 $(1,2)$。
能夠找到拋物線以 $x$ 軸為準線,焦點是 $(2,2)$,且通過 $(3,3)$。
能夠找到拋物線以 $x$ 軸為準線,且通過 $(3,3)$、$(-3,4)$。
能夠找到拋物線以 $x$ 軸為準線,$y$ 軸為對稱軸,且通過 $(3,3)$、$(-3,3)$。
拋物線定義與幾何元素
坐標幾何
二次曲線
解題手法
代入驗證
〔AI 推測〕
答案
$(2)(4)(5)$
詳解
- (1) 錯:拋物線的對稱軸與準線必須互相垂直。已知準線為 $x$ 軸(即 $y = 0$,斜率為 $0$),則對稱軸必為鉛直線(斜率不存在)。而 $x+y=0$ 的斜率為 $-1$,並不垂直於 $x$ 軸,因此不可能。 - (2) 對:焦點為 $(1,2)$,頂點為 $(1,1)$,兩點均在鉛直線 $x = 1$ 上。頂點到焦點的距離為 $2 - 1 = 1$,頂點到準線 $y=0$ 的距離亦為 $1$。頂點恰好為焦點與準線投影點的中點,故存在此拋物線。 - (3) 錯:依定義,拋物線上的點到焦點的距離必等於到準線的距離。對於點 $(3,3)$,其到焦點 $(2,2)$ 的距離為 $\sqrt{(3-2)^2 + (3-2)^2} = \sqrt{2}$,而到準線 $y=0$ 的距離為 $3$。因 $\sqrt{2} \neq 3$,故點 $(3,3)$ 不可能在該拋物線上。 - (4) 對:設焦點為 $(h, k)$,其中 $k > 0$(因為準線為 $y=0$,且點在第一、二象限,拋物線開口朝上)。依定義: $$\begin{cases} (h-3)^2 + (k-3)^2 = 3^2 \\ (h+3)^2 + (k-4)^2 = 4^2 \end{cases} \implies \begin{cases} h^2 - 6h + k^2 - 6k + 9 = 0 \\ h^2 + 6h + k^2 - 8k + 9 = 0 \end{cases}$$ 兩式相減得: $$12h - 2k = 0 \implies k = 6h$$ 代回第一式: $$h^2 - 6h + (6h)^2 - 6(6h) + 9 = 0 \implies 37h^2 - 42h + 9 = 0$$ 其判別式 $D = 42^2 - 4 \times 37 \times 9 = 1764 - 1332 = 432 > 0$。 可解得實數解 $h$(且有 $h > 0 \implies k > 0$ 成立的解),故確實存在此拋物線。 - (5) 對:準線為 $y=0$,對稱軸為 $x=0$,設焦點為 $(0, c)$ 且 $c > 0$。頂點為 $(0, c/2)$,拋物線方程式為: $$x^2 = 2c\left(y - \dfrac{c}{2}\right) = 2cy - c^2$$ 代入 $(3,3)$: $$9 = 6c - c^2 \implies c^2 - 6c + 9 = 0 \implies (c-3)^2 = 0 \implies c = 3$$ 此時拋物線為 $x^2 = 6y - 9$,滿足所有條件。 故選 $(2)(4)(5)$。
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。