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109_07A_q11
109 指考數學甲 第 11 題
📅 109 年
📝 指考數學甲
第 11 題
題型:選填
課綱:108課綱
有一個三角形公園,其三頂點為 $O、A、B$,在頂點 $O$ 處有一座 $150$ 公尺高的觀景台,某人站在觀景台上觀測地面上另兩個頂點 $A、B$ 與 $\overline{AB}$ 的中點 $C$,測得其俯角分別為 $30^\circ、60^\circ、45^\circ$。則此三角形公園的面積為 ____ 平方公尺。
三角比與三角函數
俯角與仰角
中線定理
餘弦定理
三角函數
三角函數
解題手法
公式代入
〔AI 推測〕
答案
$7500\sqrt{2}$
詳解
設觀景台頂端為 $T$,則 $\overline{OT} = 150$。 依俯角條件可得 $A, B, C$ 到 $O$ 點的距離: $\overline{OA} = 150 \cot 30^\circ = 150\sqrt{3}$ $\overline{OB} = 150 \cot 60^\circ = \dfrac{150}{\sqrt{3}} = 50\sqrt{3}$ $\overline{OC} = 150 \cot 45^\circ = 150$ 在 $\triangle OAB$ 中,$C$ 為 $\overline{AB}$ 之中點,由中線定理知: $\overline{OA}^2 + \overline{OB}^2 = 2(\overline{OC}^2 + \overline{AC}^2)$ $(150\sqrt{3})^2 + (50\sqrt{3})^2 = 2(150^2 + \overline{AC}^2)$ $67500 + 7500 = 2(22500 + \overline{AC}^2)$ $75000 = 45000 + 2\overline{AC}^2 \implies 2\overline{AC}^2 = 30000 \implies \overline{AC}^2 = 15000$ 在 $\triangle OAB$ 中,由餘弦定理求 $\cos\angle AOB$: 設 $\angle AOB = \theta$,且 $\overline{AB} = 2\overline{AC} \implies \overline{AB}^2 = 4 \times 15000 = 60000$ $60000 = (150\sqrt{3})^2 + (50\sqrt{3})^2 - 2(150\sqrt{3})(50\sqrt{3})\cos\theta$ $60000 = 67500 + 7500 - 45000\cos\theta$ $45000\cos\theta = 15000 \implies \cos\theta = \dfrac{1}{3}$ 則 $\sin\theta = \sqrt{1 - (1/3)^2} = \dfrac{2\sqrt{2}}{3}$。 三角形面積 $Area = \dfrac{1}{2} \overline{OA} \cdot \overline{OB} \cdot \sin\theta$ $= \dfrac{1}{2} (150\sqrt{3}) (50\sqrt{3}) \left(\dfrac{2\sqrt{2}}{3}\right) = \dfrac{1}{2} \times 22500 \times \dfrac{2\sqrt{2}}{3} = 7500\sqrt{2}$。
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。