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101_02M_q18
101 學測數學 第 18 題
📅 101 年
📝 學測數學
第 18 題
題型:選填
課綱:99課綱
在邊長為 $13$ 的正三角形 $ABC$ 上各邊分別取一點 $P$、$Q$、$R$,使得 $APQR$ 形成一平行四邊形,如下圖所示:若平行四邊形 $APQR$ 的面積為 $20\sqrt{3}$,則線段 $PR$ 的長度為 ____。
正三角形內嵌平行四邊形示意圖
平行四邊形面積
餘弦定理
平面幾何
三角函數
解題手法
設未知數
〔AI 推測〕
答案
7
詳解
設 $AP = x$,$AR = y$。 1. **平行四邊形面積**: 因為 $APQR$ 為平行四邊形,其夾角 $\angle A = 60^\circ$,面積為: $$\text{面積} = x \cdot y \cdot \sin 60^\circ = x \cdot y \cdot \dfrac{\sqrt{3}}{2} = 20\sqrt{3} \implies xy = 40$$ 2. **邊長關係**: 因為 $PQ \parallel AC$,$\triangle BPQ$ 亦為正三角形,故 $BP = PQ = AR = y$。 因此,正三角形的邊長為: $$AB = AP + BP = x + y = 13$$ 3. **求 $x, y$ 的值**: 由 $x+y=13$ 且 $xy=40$,可解得 $x, y$ 分別為 $5$ 與 $8$。 4. **計算線段 $PR$ 長度**: 在 $\triangle APR$ 中,由餘弦定理: $$PR^2 = x^2 + y^2 - 2xy \cos 60^\circ = (x+y)^2 - 3xy$$ $$PR^2 = 13^2 - 3 \times 40 = 169 - 120 = 49 \implies PR = 7$$ 故線段 $PR$ 的長度為 $7$。
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。