104_07B_q11
104 指考數學乙 第 11 題
📅 104 年 📝 指考數學乙 第 11 題 題型:非選 課綱:99課綱
根據內政部營建署《建築物無障礙設施設計規範》,無障礙通路之設計需符合以下規定。 $\bullet$ 坡道之坡度(高度與水平長度之比值)不得大於 $\dfrac{1}{12}$。 $\bullet$ 坡道之起點及終點,應設置長、寬各 $150$ 公分以上之平台。此處的長,指的是水平長度,而非斜面的長度。 $\bullet$ 坡道的中間應設置適當數量的平台,使得每段坡道的高差不超過 $75$ 公分,且平台的水平長度至少 $150$ 公分。 $\bullet$ 各平台之坡度不得大於 $\dfrac{1}{50}$。 依上述規定,一條升高 $2$ 公尺的無障礙坡道,在無轉彎的條件下,其最小可能的水平長度(含平台)為多少公尺?($12$ 分)
無障礙坡道側面示意圖(圖一與圖二)
無障礙坡道側面示意圖(圖一與圖二)
不等式應用極值問題不等式圓與直線
答案

$28.56$ 公尺

非選擇題

詳解
高度差為 $2$ 公尺,即 $H = 200$ 公分。 為了使總水平長度最短,所有平台和所有坡道都應採用其允許的最大坡度。最大平台坡度為 $\dfrac{1}{50}$,最大坡道坡度為 $\dfrac{1}{12}$。 因為平台坡度 $\left(\dfrac{1}{50}\right)$ 小於坡道坡度 $\left(\dfrac{1}{12}\right)$,在相同的水平長度下,坡道能上升更多高度。所以,為了極小化總水平長度,我們應該極小化平台佔用的高度。 每個平台的水平長度至少為 $150$ 公分,當其採用最大坡度 $\dfrac{1}{50}$ 時,每個平台至少上升: $$150 \times \dfrac{1}{50} = 3\text{ 公分}$$ 設坡道被分為 $m$ 段,則有 $m-1$ 個中間平台。加上起點與終點平台,一共有 $m+1$ 個平台。每個平台長度皆取最小值 $150$ 公分。 為滿足「每段坡道的高差不超過 $75$ 公分」,我們有: 所有平台共上升高度為 $3(m+1)$ 公分,剩餘 $200 - 3(m+1)$ 公分的高度由 $m$ 段坡道分擔。 因此,每段坡道平均上升高度為 $\dfrac{200 - 3(m+1)}{m}$ 公分。這個高度不能超過 $75$ 公分: $$\dfrac{200 - 3(m+1)}{m} \le 75 \implies 200 - 3m - 3 \le 75m \implies 197 \le 78m \implies m \ge \dfrac{197}{78} \approx 2.53$$ 因為 $m$ 必須為正整數,所以段數 $m$ 的最小值為 $3$,此時一共有 $3$ 段坡道與 $4$ 個平台。 當 $m = 3$ 時,我們計算最小總水平長度: 1. **平台水平長度**: $$4 \times 150\text{ 公分} = 600\text{ 公分} = 6\text{ 公尺}$$ 這 $4$ 個平台共上升高度為 $4 \times 3 = 12$ 公分。 2. **坡道水平長度**: 剩下的 $200 - 12 = 188$ 公分高度由 $3$ 段坡道提供,在最大坡度 $\dfrac{1}{12}$ 下,坡道所需的最小水平長度為: $$188 \times 12\text{ 公分} = 2256\text{ 公分} = 22.56\text{ 公尺}$$ 因此,最小可能的總水平長度(含平台與坡道)為: $$6\text{ 公尺} + 22.56\text{ 公尺} = 28.56\text{ 公尺}$$ 答:$28.56$ 公尺。

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。