105指考數學甲選填第9題詳解

📅 105 年 📝 指考數學甲 第 9 題 題型:選填 課綱:99課綱

答案與本題考點

答案:$(1, -2, 1)$

本題考點:三階行列式、外積、空間向量與空間中的直線與平面、行列式、矩陣與應用

題目

設 $\overset{\large\rightharpoonup}{u} = (1,2,3)$、$\overset{\large\rightharpoonup}{v} = (1,0, -1)$、$\overset{\large\rightharpoonup}{w} = (x, y, z)$ 為空間中三個向量,且向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{w}$ 與向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{u} \times \overset{\large\rightharpoonup}{v}$ 平行。若行列式 $\begin{vmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 1 & 0 & -1 \\ x & y & z \end{vmatrix} = -12$,則 $\overset{\large\rightharpoonup}{w} = ($ ____ , ____ , ____ $)$。
三階行列式外積空間向量與空間中的直線與平面行列式、矩陣與應用
解題手法向量化〔AI 推測〕

答案

答案

$(1, -2, 1)$

詳解

詳解
1. 先計算 $\overset{\large\rightharpoonup}{u}\times\overset{\large\rightharpoonup}{v}$: $$\overset{\large\rightharpoonup}{u}\times\overset{\large\rightharpoonup}{v} = \begin{vmatrix} \overset{\large\rightharpoonup}{i} & \overset{\large\rightharpoonup}{j} & \overset{\large\rightharpoonup}{k} \\ 1 & 2 & 3 \\ 1 & 0 & -1 \end{vmatrix} = (2\cdot(-1)-3\cdot 0,\; 3\cdot 1-1\cdot(-1),\; 1\cdot 0-2\cdot 1) = (-2,\; 4,\; -2)$$ 2. 因為 $\overset{\large\rightharpoonup}{w}$ 與 $\overset{\large\rightharpoonup}{u}\times\overset{\large\rightharpoonup}{v}$ 平行,所以可設 $\overset{\large\rightharpoonup}{w}=t(-2,4,-2)=(-2t,4t,-2t)$,其中 $t$ 為實數。 3. 將 $\overset{\large\rightharpoonup}{w}$ 代入行列式條件: $$\begin{vmatrix} 1 & 2 & 3 \\ 1 & 0 & -1 \\ -2t & 4t & -2t \end{vmatrix} = -12$$ 因為三階行列式的值等於 $\overset{\large\rightharpoonup}{w}\cdot(\overset{\large\rightharpoonup}{u}\times\overset{\large\rightharpoonup}{v})$,且 $\overset{\large\rightharpoonup}{w}\parallel\overset{\large\rightharpoonup}{u}\times\overset{\large\rightharpoonup}{v}$,所以此行列式值 $=t|\overset{\large\rightharpoonup}{u}\times\overset{\large\rightharpoonup}{v}|^2$: $$|\overset{\large\rightharpoonup}{u}\times\overset{\large\rightharpoonup}{v}|^2 = (-2)^2+4^2+(-2)^2 = 4+16+4 = 24$$ 所以 $t\cdot 24 = -12$,得 $t=-\frac{1}{2}$。 4. 因此 $\overset{\large\rightharpoonup}{w} = -\frac{1}{2}(-2,4,-2) = (1,-2,1)$。 故填 $(1,-2,1)$。

題目來源:民國105年指考數學甲 第9題(來源PDF第6頁)

資料版本:2026-06-29(commit 2a28ae7a)

校對狀態:人工抽查——本卷試題經人工抽樣檢查;非逐題逐字校對。

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引用本站:大考雷達站,〈105指考數學甲選填第9題詳解〉,資料版本 2026-06-29,https://twmath.com/questions/105_07A_q09

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