104指考數學乙選填第9題詳解

📅 104 年 📝 指考數學乙 第 9 題 題型:選填 課綱:99課綱

答案與本題考點

答案:12

本題考點:向量內積、直角三角形三角比、三角函數、平面向量

題目

如圖,長方形 $ABCD$ 中,$\angle CAB = 30^\circ$,若 $\overset{\large\rightharpoonup}{AC} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AD} = \left\|\overset{\large\rightharpoonup}{AC}\right\|$,則 $\overset{\large\rightharpoonup}{AC} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AB} = $ ____。
長方形 ABCD 示意圖
長方形 ABCD 示意圖
向量內積直角三角形三角比三角函數平面向量

答案

答案

12

選填題

詳解

詳解
在長方形 $ABCD$ 中,$\angle CAB = 30^\circ$,且 $\overline{AB} \perp \overline{AD}$。 分解向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{AC} = \overset{\large\rightharpoonup}{AB} + \overset{\large\rightharpoonup}{AD}$。 在直角三角形 $ABC$ 中,$\tan 30^\circ = \frac{\overline{BC}}{\overline{AB}} = \frac{\overline{AD}}{\overline{AB}}$(因為長方形中 $\overline{BC} = \overline{AD}$)。 設 $\overline{AB} = x$,則 $\overline{AD} = x \tan 30^\circ = \frac{x}{\sqrt{3}}$。 $|\overset{\large\rightharpoonup}{AC}| = \sqrt{x^2 + \frac{x^2}{3}} = \frac{2x}{\sqrt{3}}$。 已知 $\overset{\large\rightharpoonup}{AC} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AD} = |\overset{\large\rightharpoonup}{AC}|$。 $\overset{\large\rightharpoonup}{AC} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AD} = (\overset{\large\rightharpoonup}{AB} + \overset{\large\rightharpoonup}{AD}) \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AD} = \overset{\large\rightharpoonup}{AB} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AD} + |\overset{\large\rightharpoonup}{AD}|^2$ 因為 $\overset{\large\rightharpoonup}{AB} \perp \overset{\large\rightharpoonup}{AD}$,所以 $\overset{\large\rightharpoonup}{AB} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AD} = 0$。 因此 $\overset{\large\rightharpoonup}{AC} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AD} = |\overset{\large\rightharpoonup}{AD}|^2 = \frac{x^2}{3} = |\overset{\large\rightharpoonup}{AC}| = \frac{2x}{\sqrt{3}}$。 得 $x^2 = 2\sqrt{3}x$,即 $x = 2\sqrt{3}$。 $\overset{\large\rightharpoonup}{AC} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AB} = (\overset{\large\rightharpoonup}{AB} + \overset{\large\rightharpoonup}{AD}) \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{AB} = |\overset{\large\rightharpoonup}{AB}|^2 + 0 = x^2 = 12$。

題目來源:民國104年指考數學乙 第9題(來源PDF第5頁)

資料版本:2026-06-24(commit fa434ce3)

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引用本站:大考雷達站,〈104指考數學乙選填第9題詳解〉,資料版本 2026-06-24,https://twmath.com/questions/104_07B_q09

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