095_07B_q03
95 指考數學乙 第 3 題
📅 95 年 📝 指考數學乙 第 3 題 題型:單選 課綱:99課綱
假設 $\overset{\large\rightharpoonup}{a}, \overset{\large\rightharpoonup}{b}, \overset{\large\rightharpoonup}{c}$ 是空間中三個向量,$r$ 是一個實數。已知 $\overset{\large\rightharpoonup}{a}=(1,1,0), \overset{\large\rightharpoonup}{b}=(0,1,1)$ 且 $\overset{\large\rightharpoonup}{a}, \overset{\large\rightharpoonup}{b}, \overset{\large\rightharpoonup}{c}$ 滿足 $\overset{\large\rightharpoonup}{a} \times \overset{\large\rightharpoonup}{b} + r\overset{\large\rightharpoonup}{c} = \overset{\large\rightharpoonup}{0}$,那麼 $r$ 不可能等於下列哪一個數值:
  1. $-\sqrt{2}$
  2. $0$
  3. $1$
  4. $\pi$(圓周率)
  5. $10^{100}$
向量的外積計算向量係數積與零向量判定空間向量空間向量與空間中的直線與平面
解題手法反向推理〔AI 推測〕
答案

$(2)$

詳解
給定向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{a} = (1, 1, 0)$,$\overset{\large\rightharpoonup}{b} = (0, 1, 1)$。 我們先求這兩個向量的外積 $\overset{\large\rightharpoonup}{a} \times \overset{\large\rightharpoonup}{b}$: $$\overset{\large\rightharpoonup}{a} \times \overset{\large\rightharpoonup}{b} = \left( \begin{vmatrix} 1 & 0 \\ 1 & 1 \end{vmatrix}, \ \begin{vmatrix} 0 & 1 \\ 1 & 0 \end{vmatrix}, \ \begin{vmatrix} 1 & 1 \\ 0 & 1 \end{vmatrix} \right) = (1, -1, 1)$$ 這是一個非零向量:$\overset{\large\rightharpoonup}{a} \times \overset{\large\rightharpoonup}{b} \neq \overset{\large\rightharpoonup}{0}$。 根據題目中三向量滿足的關係式: $$\overset{\large\rightharpoonup}{a} \times \overset{\large\rightharpoonup}{b} + r\overset{\large\rightharpoonup}{c} = \overset{\large\rightharpoonup}{0} \implies \overset{\large\rightharpoonup}{a} \times \overset{\large\rightharpoonup}{b} = -r\overset{\large\rightharpoonup}{c}$$ 如果實數 $r = 0$,則等式右側為: $$-0 \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{c} = \overset{\large\rightharpoonup}{0}$$ 這會使得等式變為 $\overset{\large\rightharpoonup}{a} \times \overset{\large\rightharpoonup}{b} = \overset{\large\rightharpoonup}{0}$。但前面已求得 $\overset{\large\rightharpoonup}{a} \times \overset{\large\rightharpoonup}{b} = (1, -1, 1) \neq \overset{\large\rightharpoonup}{0}$,產生矛盾。 而當 $r \neq 0$ 時,總是可以找到唯一的向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{c} = -\dfrac{1}{r}(\overset{\large\rightharpoonup}{a} \times \overset{\large\rightharpoonup}{b}) = \left(-\dfrac{1}{r}, \dfrac{1}{r}, -\dfrac{1}{r}\right)$ 滿足該等式。 因此,實數 $r$ 不可能為 $0$。 故選 $(2)$。

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。