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102_02M_q09
102 學測數學 第 9 題
📅 102 年
📝 學測數學
第 9 題
題型:多選
課綱:99課綱
設 $a < b < c$。已知實係數多項式函數 $y = f(x)$ 的圖形為一開口向上的拋物線,且與 $x$ 軸交於 $(a,0)$、$(b,0)$ 兩點;實係數多項式函數 $y = g(x)$ 的圖形亦為一開口向上的拋物線,且跟 $x$ 軸相交於 $(b,0)$、$(c,0)$ 兩點。請選出 $y = f(x) + g(x)$ 的圖形可能的選項。
水平直線
和 $x$ 軸僅交於一點的直線
和 $x$ 軸無交點的拋物線
和 $x$ 軸僅交於一點的拋物線
和 $x$ 軸交於兩點的拋物線
二次函數
拋物線交點
多項式
多項式函數與運算
解題手法
設未知數
〔AI 推測〕
答案
$(4)(5)$
詳解
依題意,設拋物線方程式為: $$f(x) = p(x - a)(x - b)$$ $$g(x) = q(x - b)(x - c)$$ 其中 $p > 0$,$q > 0$(因為兩拋物線均開口向上)。\\ 考慮兩函數相加之圖形 $y = f(x) + g(x)$: $$f(x) + g(x) = (x - b)[p(x - a) + q(x - c)] = (x - b)[(p + q)x - (pa + qc)]$$ % 使用雙反斜線換行 因為 $p + q > 0$,所以 $y = f(x) + g(x)$ 為一個二次多項式函數,其圖形必然是一條開口向上的拋物線(排除選項 $(1)(2)$)。\\ 令 $f(x) + g(x) = 0$,可求得其與 $x$ 軸的交點 $x$ 座標為: $$x = b \ \text{或}\ x = \dfrac{pa + qc}{p + q}$$ 因為至少有實根 $x = b$,所以此拋物線與 $x$ 軸必定有交點(排除選項 $(3)$)。\\ 現在我們來討論此二根是否可能相同: - 當 $b = \dfrac{pa + qc}{p + q}$ 時: $$b(p + q) = pa + qc \implies p(b - a) = q(c - b) \implies \dfrac{q}{p} = \dfrac{b - a}{c - b}$$ 因為 $a < b < c$,所以 $b - a > 0$ 且 $c - b > 0$,因此 $\dfrac{b - a}{c - b} > 0$。\\ 我們總是可以找到正實數 $p, q$ 滿足此比例。此時,拋物線與 $x$ 軸僅交於一點 $(b, 0)$,故選項 $(4)$ 可能。 - 當兩根不相等時,拋物線與 $x$ 軸交於兩點,故選項 $(5)$ 可能。\\ 故選 $(4)(5)$。
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。