108學測數學多選第13題詳解

📅 108 年 📝 學測數學 第 13 題 題型:多選 課綱:99課綱

答案與本題考點

答案:$(3)(4)$

本題考點:平面方程式、法向量、點到平面距離、向量內積

題目

坐標空間中有一平面 $P$ 過 $(0,0,0)$、$(1,2,3)$ 及 $(-1,2,3)$ 三點。試選出正確的選項。
  1. 向量 $(0,3,2)$ 與平面 $P$ 垂直
  2. 平面 $P$ 與 $xy$ 平面垂直
  3. 點 $(0,4,6)$ 在平面 $P$ 上
  4. 平面 $P$ 包含 $x$ 軸
  5. 點 $(1,1,1)$ 到平面 $P$ 的距離是 $1$
平面方程式法向量點到平面距離向量內積空間向量與空間中的直線與平面

答案

答案

$(3)(4)$

詳解

詳解
設平面 $P$ 通過 $O(0,0,0)$、$A(1,2,3)$ 及 $B(-1,2,3)$。 因為 $P$ 過原點,所以法向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{n} = \overset{\large\rightharpoonup}{OA} \times \overset{\large\rightharpoonup}{OB}$。 $$\begin{aligned} \overset{\large\rightharpoonup}{n} &= (1,2,3) \times (-1,2,3) \\ &= (2 \times 3 - 3 \times 2,\; 3 \times (-1) - 1 \times 3,\; 1 \times 2 - 2 \times (-1)) \\ &= (0,\; -6,\; 4) \end{aligned}$$ 可取 $\overset{\large\rightharpoonup}{n} = (0,\; 3,\; -2)$。平面 $P$ 的方程式為 $3y - 2z = 0$(代入 $A$、$B$ 驗證成立)。 選項 $(1)$: 因為向量 $(0,3,2)$ 與法向量 $(0,3,-2)$ 不平行,所以 $(0,3,2)$ 不與平面 $P$ 垂直。 選項 $(2)$: 因為 $xy$ 平面($z=0$)的法向量為 $(0,0,1)$,而 $(0,3,-2) \cdot (0,0,1) = -2 \neq 0$,所以兩平面不垂直。 選項 $(3)$: 因為代入 $(0,4,6)$:$3 \times 4 - 2 \times 6 = 12 - 12 = 0$,所以點 $(0,4,6)$ 在平面 $P$ 上。 選項 $(4)$: 因為 $x$ 軸上任一點 $(t,0,0)$ 代入 $3 \times 0 - 2 \times 0 = 0$ 恆成立,所以 $x$ 軸完全落在平面 $P$ 上。 選項 $(5)$: 因為點 $(1,1,1)$ 到平面 $P$ 的距離為 $\frac{|3 \times 1 - 2 \times 1|}{\sqrt{3^2 + (-2)^2}} = \frac{1}{\sqrt{13}} \neq 1$。 故選 $(3)(4)$。

題目來源:民國108年學測數學 第13題(來源PDF第5頁)

資料版本:2026-07-21(commit bde62541)

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,〈108學測數學多選第13題詳解〉,資料版本 2026-07-21,https://twmath.com/questions/108_02M_q13

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