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101_02M_q15
101 學測數學 第 15 題
📅 101 年
📝 學測數學
第 15 題
題型:選填
課綱:99課綱
設 $A(1,1)$、$B(3,5)$、$C(5,3)$、$D(0,-7)$、$E(2,-3)$ 及 $F(8,-6)$ 為坐標平面上的六個點。若直線 $L$ 分別與三角形 $ABC$ 及三角形 $DEF$ 各恰有一個交點,則 $L$ 的斜率之最小可能值為 ____。
直線斜率
可行域
坐標幾何
圓與直線
解題手法
數形結合
〔AI 推測〕
答案
$-3$
詳解
三角形 $ABC$ 的頂點為 $A(1,1)$、$B(3,5)$、$C(5,3)$; 三角形 $DEF$ 的頂點為 $D(0,-7)$、$E(2,-3)$、$F(8,-6)$。 若直線 $L$ 與三角形 $ABC$ 及三角形 $DEF$ 各恰有一個交點,則該直線必為兩三角形的「公切線」或通過頂點的極限直線。我們計算連接兩三角形頂點的各條直線斜率: * 通過 $C(5,3)$ 與 $F(8,-6)$ 的直線斜率為: $$m_{CF} = \dfrac{-6 - 3}{8 - 5} = \dfrac{-9}{3} = -3$$ 此時直線方程式為 $y - 3 = -3(x - 5) \implies 3x + y = 18$。 * 對於 $\triangle ABC$,除了 $C(5,3)$ 在直線上, $A(1,1)$ 與 $B(3,5)$ 皆滿足 $3x+y < 18$(在直線下方),故直線與 $\triangle ABC$ 僅交於 $C$ 點。 * 對於 $\triangle DEF$,除了 $F(8,-6)$ 在直線上, $D(0,-7)$ 與 $E(2,-3)$ 滿足 $3x+y < 18$(在直線下方),故直線與 $\triangle DEF$ 僅交於 $F$ 點。 這符合「各恰有一個交點」的條件。 如果斜率小於 $-3$(例如 $m = -4$),若要與 $\triangle ABC$ 有交點且與 $\triangle DEF$ 有交點,直線會割過三角形內部或無法同時只交於一點。 故斜率之最小可能值為 $-3$。
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。