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095_07A_q05
95 指考數學甲 第 5 題
📅 95 年
📝 指考數學甲
第 5 題
題型:多選
課綱:99課綱
在坐標平面上以 $\Gamma$ 表示拋物線 $y = x^2$ 的圖形。試問以下哪些方程式的圖形可以由 $\Gamma$ 經適當的平移或旋轉得到?
$y = 2x^2$
$y = -x^2$
$x = y^2$
$y = x^2 + 4x + 3$
$(x+y) = (x-y)^2$
拋物線的性質與焦距
平面上的旋轉與平移
平面上的坐標變換
二次曲線
解題手法
數形結合
〔AI 推測〕
答案
$(2)(3)(4)$
詳解
拋物線 $\Gamma: y = x^2$ 的標準式為 $x^2 = 4 \cdot \left(\dfrac{1}{4}\right) y$,其焦距 $p = \dfrac{1}{4}$。一個拋物線若能由 $\Gamma$ 經適當的平移或旋轉得到,則其形狀與焦距必須與 $\Gamma$ 完全相同。 我們一一檢驗各選項的焦距: $(1)$ $y = 2x^2 \implies x^2 = 4 \cdot \left(\dfrac{1}{8}\right) y$,焦距為 $\dfrac{1}{8}$。與 $\Gamma$ 焦距不同,無法經變換得到。 $(2)$ $y = -x^2$,此圖形為原圖形 $\Gamma$ 繞原點旋轉 $180^\circ$ 得到,形狀完全相同,可以得到。 $(3)$ $x = y^2 \implies y^2 = 4 \cdot \left(\dfrac{1}{4}\right) x$,焦距為 $\dfrac{1}{4}$。此圖形可由 $\Gamma$ 繞原點旋轉 $90^\circ$ 得到,可以得到。 $(4)$ $y = x^2 + 4x + 3 = (x+2)^2 - 1$,這可以寫成 $y+1 = (x+2)^2$,是由 $\Gamma$ 經平移(向左平移 $2$ 單位,向下平移 $1$ 單位)得到的,可以得到。 $(5)$ 將 $(x+y) = (x-y)^2$ 進行旋轉:考慮將坐標軸逆時針旋轉 $45^\circ$,令: $$X = \dfrac{x-y}{\sqrt{2}}, \ Y = \dfrac{x+y}{\sqrt{2}}$$ 代入方程式,得: $$\sqrt{2}Y = 2X^2 \implies Y = \sqrt{2}X^2$$ 其焦距為 $\dfrac{1}{4\sqrt{2}}$,與 $\Gamma$ 的焦距 $\dfrac{1}{4}$ 不同,故無法經變換得到。 綜合上述,正確選項為 $(2)(3)(4)$。
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。