095_07A_q03
95 指考數學甲 第 3 題
📅 95 年 📝 指考數學甲 第 3 題 題型:單選 課綱:99課綱
在坐標平面上給定兩點 $A(1,3)$ 與 $B(5,6)$。考慮坐標平面上的點集合 $S = \{ P \mid \Delta PAB \text{之面積為 } 10 \text{ 且周長為 } 15 \}$,則
  1. $S$為空集合
  2. $S$恰含 $2$個點
  3. $S$恰含 $4$個點
  4. $S$為兩線段之聯集
  5. $S$為兩直線之聯集
橢圓定義三角形面積與周長直線與二次曲線交點坐標幾何二次曲線
解題手法數形結合〔AI 推測〕
答案

$(3)$

詳解
給定兩定點 $A(1,3)$ 與 $B(5,6)$,計算線段 $AB$ 的長度: $$AB = \sqrt{(5-1)^2 + (6-3)^2} = 5$$ 考慮滿足條件的點 $P$: 1. **面積條件**: $\Delta PAB$ 的面積為 $10$,以 $AB$ 為底,則高 $h$ 滿足: $$\dfrac{1}{2} \times AB \times h = 10 \implies h = 4$$ 這表示點 $P$ 必須落在與直線 $AB$ 平行且距離為 $4$ 的兩條平行線 $L_1$ 與 $L_2$ 上。 2. **周長條件**: $\Delta PAB$ 的周長為 $15$,則: $$PA + PB + AB = 15 \implies PA + PB + 5 = 15 \implies PA + PB = 10$$ 根據橢圓的定義,滿足 $PA + PB = 10 > AB = 5$ 的點 $P$ 的軌跡是以 $A, B$ 為焦點的橢圓 $\Gamma$。 該橢圓的半長軸 $a = 5$。焦點半距離 $c = \dfrac{AB}{2} = 2.5$。 半短軸 $b$ 滿足: $$b = \sqrt{a^2 - c^2} = \sqrt{25 - 6.25} = \sqrt{18.75} \approx 4.33$$ 3. **平行線與橢圓的交點**: 平行線 $L_1, L_2$ 到橢圓中心(即 $AB$ 中點)的距離為高 $h = 4$。 由於 $h = 4 < b \approx 4.33$,這表示兩條平行線均會與該橢圓相交,且各交於兩點。 進而,集合 $S$ 恰含 $4$ 個點,故選 $(3)$。

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。