097_02M_q12
97 學測數學 第 12 題
📅 97 年 📝 學測數學 第 12 題 題型:多選 課綱:99課綱
設 $\Gamma : x^2 + y^2 - 10x + 9 = 0$ 為坐標平面上的圓。試問下列哪些選項是正確的?
  1. $\Gamma$ 的圓心坐標為 $(5,0)$
  2. $\Gamma$ 上的點與直線 $L : 3x + 4y - 15 = 0$ 的最遠距離等於 $4$
  3. 直線 $L_1 : 3x + 4y + 15 = 0$ 與 $\Gamma$ 相切
  4. $\Gamma$ 上恰有兩個點與直線 $L_2 : 3x + 4y = 0$ 的距離等於 $2$
  5. $\Gamma$ 上恰有四個點與直線 $L_3 : 3x + 4y - 5 = 0$ 的距離等於 $2$
圓的標準式點到直線距離公式圓與直線的關係直線與圓圓與直線
解題手法數形結合〔AI 推測〕
答案

$(1)(2)(4)$

詳解
將圓方程式配方: $$(x - 5)^2 + y^2 = 16$$此圓的圓心為 $C(5, 0)$,半徑 $R = 4$。 (1) 正確:圓心坐標為 $(5, 0)$。 (2) 正確:圓心 $C(5,0)$ 到直線 $L : 3x + 4y - 15 = 0$ 的距離為: $$d(C, L) = \dfrac{|3(5) + 4(0) - 15|}{\sqrt{3^2 + 4^2}} = 0$$說明直線 $L$ 通過圓心,故圓上的點到直線的最遠距離即為半徑 $R = 4$。 (3) 錯誤:圓心 $C$ 到直線 $L_1 : 3x + 4y + 15 = 0$ 的距離為: $$d(C, L_1) = \dfrac{|15 + 15|}{5} = 6 > R = 4$$故相離,不相切。 (4) 正確:圓心 $C$ 到直線 $L_2 : 3x + 4y = 0$ 的距離為: $$d(C, L_2) = \dfrac{|15|}{5} = 3$$因 $3 < R = 4$,故與直線距離為 $2$ 的平行線有兩條:其與圓心距離分別為 $3-2=1$ 和 $3+2=5$。 與圓心距離為 $1$ 的平行線($1 < R$)與圓交於兩點;與圓心距離為 $5$ 的平行線($5 > R$)與圓無交點。 因此,圓上恰有 $2$ 個點與直線 $L_2$ 的距離等於 $2$。 (5) 錯誤:圓心 $C$ 到直線 $L_3 : 3x + 4y - 5 = 0$ 的距離為: $$d(C, L_3) = \dfrac{|15 - 5|}{5} = 2$$與直線距離為 $2$ 的平行線與圓心距離分別為 $2-2=0$ 和 $2+2=4$。 與圓心距離為 $0$ 的平行線與圓交於兩點;與圓心距離為 $4$(剛好等於半徑)的平行線與圓相切(交於一點)。 因此,圓上恰有 $2 + 1 = 3$ 個點與直線 $L_3$ 的距離等於 $2$。 故選 $(1)(2)(4)$。

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。