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106_02M_q04
106 學測數學 第 4 題
📅 106 年
📝 學測數學
第 4 題
題型:單選
課綱:99課綱
在右下圖的正立方體上有兩質點分別自頂點 $A, C$ 同時出發,各自以等速直線運動分別向頂點 $B, D$ 前進,且在 $1$ 秒後分別同時到達 $B, D$。請選出這段時間兩質點距離關係的正確選項。
正立方體上的質點運動
兩質點的距離固定不變
兩質點的距離越來越小
兩質點的距離越來越大
在 $\dfrac{1}{2}$ 秒時兩質點的距離最小
在 $\dfrac{1}{2}$ 秒時兩質點的距離最大
空間幾何
空間向量
空間向量與空間中的直線與平面
解題手法
設未知數
〔AI 推測〕
答案
$(4)$
單選題
詳解
設正立方體邊長為 $1$。建立空間直角坐標系: 將頂點設為:$A(1,0,1)$、$B(0,0,1)$、$C(1,1,0)$、$D(1,0,0)$。 在時間 $t$($0 \le t \le 1$)時,兩質點的坐標分別為: - 質點 1 從 $A$ 等速運動到 $B$:$\overset{\large\rightharpoonup}{P}(t) = (1-t, 0, 1)$ - 質點 2 從 $C$ 等速運動到 $D$:$\overset{\large\rightharpoonup}{Q}(t) = (1, 1-t, 0)$ 兩質點的距離平方為: $$d(t)^2 = ((1-t)-1)^2 + (0-(1-t))^2 + (1-0)^2 = (-t)^2 + (t-1)^2 + 1 = 2t^2 - 2t + 2$$ 配方法化簡: $$d(t)^2 = 2\left(t - \dfrac{1}{2}\right)^2 + \dfrac{3}{2}$$ 在時間 $t = \dfrac{1}{2}$ 秒時,距離平方 $d(t)^2$ 有最小值 $\dfrac{3}{2}$,即距離最小。 故選 $(4)$。
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。