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101_02M_q19
101 學測數學 第 19 題
📅 101 年
📝 學測數學
第 19 題
題型:選填
課綱:99課綱
設 $m$、$n$ 為正實數,橢圓 $\dfrac{x^2}{m} + \dfrac{y^2}{n} = 1$ 的焦點分別為 $F_1(0,2)$ 與 $F_2(0,-2)$。若此橢圓上有一點 $P$ 使得 $\triangle P F_1 F_2$ 為一正三角形,則 $m = $ ____,$n = $ ____。
橢圓定義
焦點與長短軸
坐標幾何
二次曲線
解題手法
公式代入
〔AI 推測〕
答案
12, 16
詳解
因為焦點 $F_1(0,2)$ 與 $F_2(0,-2)$ 位於 $y$ 軸上,該橢圓的長軸在 $y$ 軸上(即 $n > m$): 1. **半焦距 $c$**: $$2c = \overline{F_1F_2} = 4 \implies c = 2 \implies c^2 = n - m = 4$$ 2. **正三角形條件與定義**: 因為 $P$ 點在橢圓上,且 $\triangle P F_1 F_2$ 為一正三角形,其邊長等於焦距 $4$,故: $$\overline{PF_1} = 4\text{ 且 } \overline{PF_2} = 4$$ 根據橢圓的定義,橢圓上任一點到兩焦點的距離和為長軸長 $2\sqrt{n}$: $$\overline{PF_1} + \overline{PF_2} = 2\sqrt{n} \implies 4 + 4 = 8 = 2\sqrt{n} \implies \sqrt{n} = 4 \implies n = 16$$ 3. **求 $m$ 的值**: 將 $n=16$ 代入 $n - m = 4$: $$16 - m = 4 \implies m = 12$$ 故 $m = 12$,$n = 16$。
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。