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103 指考數學甲 第 9 題
📅 103 年 📝 指考數學甲 第 9 題 題型:多選 課綱:99課綱
在(凸)四邊形 $ABCD$ 中,已知 $\overline{AB}=3$,$\overline{BC}=4$,$\overline{CD}=3$,$\overline{DA}=x$,且對角線 $\overline{AC}=4$。請選出正確的選項:
  1. $\cos\angle ABC\ge\dfrac{3}{7}$
  2. $\cos\angle BAD>\cos\angle ABC$
  3. $x$ 可能為 $1$
  4. $x<\dfrac{13}{2}$
  5. 若 $A,B,C,D$ 四點共圓,則 $x=\dfrac{7}{4}$
餘弦定理圓內接四邊形平面幾何圓與直線三角函數
解題手法公式代入〔AI 推測〕
答案

$(4)(5)$

詳解
在 $\triangle ABC$ 中,$\cos\angle ABC=\dfrac{3^2+4^2-4^2}{2\cdot3\cdot4}=\dfrac{3}{8}$,故 $(1)$ 錯誤。 由於四邊形 $ABCD$ 為凸四邊形,對角線交點在內部,因此 $\angle BAD = \angle BAC + \angle CAD > \angle BAC = \angle ABC$。在 $(0, 180^\circ)$ 區間中餘弦函數為單調遞減,故 $\cos\angle BAD < \cos\angle ABC$,$(2)$ 錯誤。 由 $\triangle ACD$ 的三角形不等式 $4-3 < x < 4+3 \Rightarrow 1 < x < 7$,故 $x$ 不可能為 $1$,$(3)$ 錯誤。 為使四邊形 $ABCD$ 為凸四邊形,其內角均小於 $180^\circ$,因此 $\angle C = \angle BCA + \angle ACD < 180^\circ \Rightarrow \angle ACD < 180^\circ - \angle BCA$。由餘弦定理: $$\cos\angle ACD = \dfrac{4^2+3^2-x^2}{2\cdot4\cdot3} = \dfrac{25-x^2}{24} > \cos(180^\circ - \angle BCA) = -\cos\angle BCA = -\dfrac{23}{32}$$ 解得 $25-x^2 > -17.25 \Rightarrow x^2 < 42.25 \Rightarrow x < 6.5 = \dfrac{13}{2}$,故 $(4)$ 正確。 若 $A,B,C,D$ 四點共圓,對角互補,則 $\angle ADC=180^\circ-\angle ABC \Rightarrow \cos\angle ADC=-\dfrac{3}{8}$。由餘弦定理: $$AC^2=AD^2+CD^2-2\cdot AD\cdot CD\cos\angle ADC \Rightarrow 16=x^2+9+\dfrac{3x}{4} \Rightarrow 4x^2+3x-28=0$$ 解得 $x=\dfrac{7}{4}$ 或 $x=-4$(負值不合),故 $(5)$ 正確。 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。