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106_02M_q09
106 學測數學 第 9 題
📅 106 年
📝 學測數學
第 9 題
題型:多選
課綱:99課綱
設 $C$ 為坐標平面上的圓,點 $(0, 0)$ 在 $C$ 的外部且點 $(2, 6)$ 在 $C$ 的內部。請選出正確的選項。
$C$ 的圓心不可能在第二象限
$C$ 的圓心可能在第三象限且此時 $C$ 的半徑必定大於 $10$
$C$ 的圓心可能在第一象限且此時 $C$ 的半徑必定小於 $10$
$C$ 的圓心可能在 $x$ 軸上且此時圓心的 $x$ 坐標必定小於 $10$
$C$ 的圓心可能在第四象限且此時 $C$ 的半徑必定大於 $10$
直線與圓
圓與直線
解題手法
設未知數
〔AI 推測〕
答案
$5$
多選題
詳解
設圓心為 $O(h, k)$,半徑為 $R$。 點 $A(0,0)$ 在圓外 $\implies OA > R \implies h^2 + k^2 > R^2$。 點 $B(2,6)$ 在圓內 $\implies OB < R \implies (h-2)^2 + (k-6)^2 < R^2$。 開展化簡得: $$(h-2)^2 + (k-6)^2 < h^2 + k^2 \implies -4h + 4 - 12k + 36 < 0 \implies h + 3k > 10$$ 只要圓心 $(h, k)$ 滿足 $h + 3k > 10$,即可找到適合的半徑 $R$。 檢驗各選項: (1) 圓心可在第二象限,例如 $O(-1, 4)$,此時 $-1 + 3(4) = 11 > 10$,滿足條件。故 $(1)$ 錯誤。 (2) 若圓心在第三象限,則 $h < 0, k < 0 \implies h + 3k < 0 < 10$,矛盾,故圓心不可能在第三象限。故 $(2)$ 錯誤。 (3) 若圓心在第一象限,例如 $O(20, 1)$,此時 $R^2 > (h-2)^2 + (k-6)^2 = 18^2 + (-5)^2 = 349 > 100 \implies R > 10$,半徑不一定小於 $10$。故 $(3)$ 錯誤。 (4) 若圓心在 $x$ 軸上,則 $k = 0 \implies h > 10$,圓心的 $x$ 坐標必定大於 $10$。故 $(4)$ 錯誤。 (5) 若圓心在第四象限,則 $h > 0, k < 0$。 因 $h + 3k > 10 \implies h > 10 - 3k > 10$(因為 $-3k > 0$)。 此時,點 $B(2,6)$ 到第四象限圓心 $O(h,k)$ 的距離平方: $$OB^2 = (h-2)^2 + (k-6)^2$$ 由於 $h > 10 \implies h-2 > 8$,且 $k < 0 \implies k-6 < -6 \implies (k-6)^2 > 36$。 因此 $OB^2 > 8^2 + (-6)^2 = 100 \implies OB > 10$。 因為 $B$ 在圓內,所以半徑 $R > OB > 10$ 恆成立。此選項 $(5)$ 正確。 故選 $(5)$。
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。