101_02M_q13
101 學測數學 第 13 題
📅 101 年 📝 學測數學 第 13 題 題型:多選 課綱:99課綱
平面上兩點 $F_1, F_2$ 滿足 $\overline{F_1F_2} = 4$。設 $d$ 為一實數,令 $\Gamma$ 表示平面上滿足 $\left| \overline{PF_1} - \overline{PF_2} \right| = d$ 的所有 $P$ 點所成的圖形;又令 $C$ 為平面上以 $F_1$ 為圓心、$6$ 為半徑的圓。請問下列哪些選項是正確的?
  1. 當 $d = 0$ 時,$\Gamma$ 為直線
  2. 當 $d = 1$ 時,$\Gamma$ 為雙曲線
  3. 當 $d = 2$ 時,$\Gamma$ 與圓 $C$ 交於兩點
  4. 當 $d = 4$ 時,$\Gamma$ 與圓 $C$ 交於四點
  5. 當 $d = 8$ 時,$\Gamma$ 不存在
雙曲線定義垂直平分線兩射線坐標幾何二次曲線
解題手法分類討論〔AI 推測〕
答案

$(1)(2)(5)$

詳解
本題考查雙曲線的幾何定義與交點判定。給定焦點距離 $\overline{F_1F_2} = 2c = 4$: 1. **當 $d = 0$ 時**: $\left| \overline{PF_1} - \overline{PF_2} \right| = 0 \implies \overline{PF_1} = \overline{PF_2}$,其圖形為線段 $F_1F_2$ 的垂直平分線(直線)。故選項 $(1)$ 正確。 2. **當 $d = 1$ 時**: 因為 $0 < d < 4$(即 $0 < d < 2c$),符合雙曲線的定義,故其圖形為以 $F_1, F_2$ 為焦點的雙曲線。故選項 $(2)$ 正確。 3. **當 $d = 2$ 時**: $\Gamma$ 為雙曲線且其貫軸長 $2a = 2 \implies a = 1$。中心到頂點距離為 $1$,中心到焦點距離 $c = 2$。 以 $F_1$ 為圓心、$6$ 為半徑的圓 $C$,由於焦點 $F_1$ 到雙曲線兩支的頂點距離分別為 $c-a = 1$ 與 $c+a = 3$,而圓的半徑 $6 > 3$,因此圓 $C$ 會與雙曲線的左右兩支各交於兩點,共計 $4$ 個交點。故選項 $(3)$ 錯誤。 4. **當 $d = 4$ 時**: $d = 2c = 4$,此時 $\Gamma$ 退化為以 $F_1$、 $F_2$ 為起點向外延伸的兩條射線。此兩條射線與圓 $C$ 僅交於兩點。故選項 $(4)$ 錯誤。 5. **當 $d = 8$ 時**: 因為 $d = 8 > 2c = 4$,根據三角形兩邊之差小於第三邊的原理,平面上不存在任何點滿足此條件。故圖形 $\Gamma$ 不存在,選項 $(5)$ 正確。 綜上所述,正確選項為 $(1), (2), (5)$。

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。