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101 指考數學甲 第 7 題
📅 101 年 📝 指考數學甲 第 7 題 題型:多選 課綱:99課綱
平面上有一 $\Delta ABC$,$G$ 為 $\Delta ABC$ 的重心。$O$、$D$ 為此平面上的相異二點,且滿足 $\overset{\large\rightharpoonup}{OD} = \overset{\large\rightharpoonup}{OA} + \overset{\large\rightharpoonup}{OB} + \overset{\large\rightharpoonup}{OC}$。請選出正確的選項。
  1. $O$、$G$、$D$ 三點共線
  2. $\overline{OD} = 2\overline{OG}$
  3. $\overset{\large\rightharpoonup}{AD} + \overset{\large\rightharpoonup}{BD} + \overset{\large\rightharpoonup}{CD} = 2\overset{\large\rightharpoonup}{OD}$
  4. $G$ 位於 $\Delta ABC$ 的內部
  5. $D$ 位於 $\Delta ABC$ 的外部
向量加法三角形的重心共線定理向量的線性組合與幾何意義重心的向量表示與性質平面向量平面向量
解題手法公式代入向量化〔AI 推測〕
答案

$(1)(3)(4)$

多選題

詳解
因為 $G$ 是 $\Delta ABC$ 的重心,對於平面上任一點 $O$ 恆有: $$\overset{\large\rightharpoonup}{OA} + \overset{\large\rightharpoonup}{OB} + \overset{\large\rightharpoonup}{OC} = 3\overset{\large\rightharpoonup}{OG}$$ 由題意 $\overset{\large\rightharpoonup}{OD} = \overset{\large\rightharpoonup}{OA} + \overset{\large\rightharpoonup}{OB} + \overset{\large\rightharpoonup}{OC}$,故得: $$\overset{\large\rightharpoonup}{OD} = 3\overset{\large\rightharpoonup}{OG}$$ 各選項分析如下: (1) 由於 $\overset{\large\rightharpoonup}{OD} = 3\overset{\large\rightharpoonup}{OG}$,向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{OD}$ 與 $\overset{\large\rightharpoonup}{OG}$ 平行且共起點 $O$,因此 $O$、$G$、$D$ 三點共線,故選項 $(1)$ 正確。 (2) 由 $\overset{\large\rightharpoonup}{OD} = 3\overset{\large\rightharpoonup}{OG}$,長度關係為 $\overline{OD} = 3\overline{OG} \neq 2\overline{OG}$,故選項 $(2)$ 錯誤。 (3) 計算左式: $$\overset{\large\rightharpoonup}{AD} + \overset{\large\rightharpoonup}{BD} + \overset{\large\rightharpoonup}{CD} = (\overset{\large\rightharpoonup}{OD} - \overset{\large\rightharpoonup}{OA}) + (\overset{\large\rightharpoonup}{OD} - \overset{\large\rightharpoonup}{OB}) + (\overset{\large\rightharpoonup}{OD} - \overset{\large\rightharpoonup}{OC}) = 3\overset{\large\rightharpoonup}{OD} - (\overset{\large\rightharpoonup}{OA} + \overset{\large\rightharpoonup}{OB} + \overset{\large\rightharpoonup}{OC})$$ 將 $\overset{\large\rightharpoonup}{OA} + \overset{\large\rightharpoonup}{OB} + \overset{\large\rightharpoonup}{OC} = \overset{\large\rightharpoonup}{OD}$ 代回,得: $$\overset{\large\rightharpoonup}{AD} + \overset{\large\rightharpoonup}{BD} + \overset{\large\rightharpoonup}{CD} = 3\overset{\large\rightharpoonup}{OD} - \overset{\large\rightharpoonup}{OD} = 2\overset{\large\rightharpoonup}{OD}$$ 故選項 $(3)$ 正確。 (4) 三角形的重心 $G$ 永遠位於三角形的內部,故選項 $(4)$ 正確。 (5) 由於 $\overset{\large\rightharpoonup}{OD} = 3\overset{\large\rightharpoonup}{OG}$,若我們將 $O$ 點選擇在重心 $G$ 附近(但 $O \neq G$),則 $D$ 點也會非常接近重心 $G$,此時 $D$ 點可能落在 $\Delta ABC$ 的內部,故選項 $(5)$ 錯誤。 故選 $(1)(3)(4)$。

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。