101_02M_q09
101 學測數學 第 9 題
📅 101 年 📝 學測數學 第 9 題 題型:多選 課綱:99課綱
三角形 $ABC$ 是一個邊長為 $3$ 的正三角形,如下圖所示。若在每一邊的兩個三等分點中,各選取一點連成三角形,則下列哪些選項是正確的?
三角形三等分點選點示意圖
三角形三等分點選點示意圖
  1. 依此方法可能連成的三角形一共有 $8$ 個
  2. 這些可能連成的三角形中,恰有 $2$ 個是銳角三角形
  3. 這些可能連成的三角形中,恰有 $3$ 個是直角三角形
  4. 這些可能連成的三角形中,恰有 $3$ 個是鈍角三角形
  5. 這些可能連成的三角形中,恰有 $1$ 個是正三角形
正三角形餘弦定理面積計算平面幾何三角函數
解題手法分類討論〔AI 推測〕
答案

$(1)(2)$

詳解
在正三角形 $ABC$ 的三邊上各選取一個三等分點,每一邊有 $2$ 個選擇,因此可能連成的三角形總數為: $$2 \times 2 \times 2 = 8\text{ 個}$$ 故選項 $(1)$ 正確。 我們將這 $8$ 個三角形進行分類: 1. **同側選點(正三角形)**: 若選擇的三個點皆為同方向的等分點(均靠近逆時針方向或均靠近順時針方向),如圖所連成的三角形為正三角形(即銳角三角形)。此類三角形恰有 $2$ 個。故選項 $(2)$ 正確,選項 $(5)$ 錯誤(應為 $2$ 個)。 2. **異側選點(直角三角形)**: 其餘的 $8 - 2 = 6$ 個三角形。此時必有兩邊是選在同側、一邊選在異側。 設其中一個三角形的頂點到大三角形頂點的距離分別為 $1$ 與 $2$,夾角為 $60^\circ$。由餘弦定理可求得此三角形之一邊長為: $$\sqrt{1^2 + 2^2 - 2 \times 1 \times 2 \times \cos 60^\circ} = \sqrt{1 + 4 - 2} = \sqrt{3}$$ 另外兩邊長度可算得為 $2$ 與 $\sqrt{7}$。 因為 $(\sqrt{3})^2 + 2^2 = 3 + 4 = 7 = (\sqrt{7})^2$,符合畢氏定理,故此 $6$ 個三角形皆為直角三角形。 因此,直角三角形恰有 $6$ 個(選項 $(3)$ 錯誤),鈍角三角形有 $0$ 個(選項 $(4)$ 錯誤)。 綜上所述,正確選項為 $(1), (2)$。

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。