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094_07B_q08
94 指考數學乙 第 8 題
📅 94 年
📝 指考數學乙
第 8 題
題型:選填
課綱:99課綱
小明玩戰爭網路遊戲,在螢幕上有一坐標平面,飛機 $P$ 以等速直線前進,在坐標 $(-12,4)$ 的位置被發現,經過 $1$ 秒後到達坐標 $(-10,4)$,再經 $1$ 秒後,小明從原點選一方向發射一飛彈 $R$,假設 $R$ 也以直線前進且速率跟 $P$ 相同,而且 $R$ 剛好擊中 $P$。試求 $R$ 擊中 $P$ 時的坐標 (____, ____)。
直線運動與速度向量
兩點間的距離公式
直線與圓
圓與直線
解題手法
設未知數
〔AI 推測〕
答案
$-3, 4$
詳解
1. 設時間 $t = 0$ 秒時飛機 $P$ 的位置為 $(-12, 4)$。 經過 $1$ 秒後,飛機 $P$ 在 $t = 1$ 秒到達 $(-10, 4)$。 由於 $P$ 作等速直線運動,其速度向量為: $$\overset{\large\rightharpoonup}{v_P} = (-10 - (-12), 4 - 4) = (2, 0)$$ 飛機 $P$ 的速率為 $2$。在任意時間 $t$ 秒時的坐標為: $$P(t) = (-12 + 2t, 4)$$ 2. 飛機被發現再經 $1$ 秒,即在 $t = 2$ 秒時,飛彈 $R$ 自原點 $(0,0)$ 發射。設在 $t_{hit}$ 秒時飛彈 $R$ 擊中飛機 $P$。飛彈 $R$ 的飛行時間為 $T = t_{hit} - 2$。 3. 因為飛彈 $R$ 的速率與 $P$ 相同(亦為 $2$),飛彈在飛行時間 $T$ 內所行進的距離為: $$d = 2T = 2(t_{hit} - 2)$$ 4. 擊中時,飛彈 $R$ 所行進的距離必等於原點 $(0,0)$ 與擊中位置 $P(t_{hit})$ 的距離。列式如下: $$(-12 + 2t_{hit})^2 + 4^2 = [2(t_{hit} - 2)]^2$$ 令 $t_{hit} = x$,展開方程式: $$(2x - 12)^2 + 16 = 4(x - 2)^2 \implies 4x^2 - 48x + 144 + 16 = 4x^2 - 16x + 16$$ $$-48x + 160 = -16x + 16 \implies 32x = 144 \implies x = 4.5\text{ 秒}$$ 5. 將 $t_{hit} = 4.5$ 代入 $P(t)$ 坐標公式,得擊中位置為: $$P(4.5) = (-12 + 2 \times 4.5, 4) = (-3, 4)$$ 答為 $(-3, 4)$。
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。