109_07B_q10
109 指考數學乙 第 10 題
📅 109 年 📝 指考數學乙 第 10 題 題型:選填 課綱:99課綱
坐標平面上有一梯形,四個頂點分別為 $A(0,0)$、$B(1,0)$、$P$、$Q$,其中過 $P,Q$ 兩點的直線方程式為 $y=2x+4$,下圖為示意圖。若 $Q$ 點的坐標為 $(a, 2a+4)$,其中實數 $a \ge 0$,則梯形 $ABPQ$ 的面積為 $\text{____}a + \text{____}$。(化為最簡分數)
題目附圖
題目附圖
直線與圓平面幾何圓與直線
解題手法公式代入〔AI 推測〕
答案

$\frac{5}{2}a + 5$

題目說 ⑭/⑮ a + ⑯, ⑭=5, ⑮=2, ⑯=5

詳解
從圖可知梯形的平行邊為 $\overline{AQ}$ 與 $\overline{BP}$。 設 $P(x_p, y_p)$ 在直線 $y=2x+4$ 上,即 $y_p=2x_p+4$。 由於 $\overline{AQ} \parallel \overline{BP}$,斜率 $m_{AQ} = m_{BP}$。 $m_{AQ} = \frac{2a+4-0}{a-0} = \frac{2a+4}{a}$。 $m_{BP} = \frac{2x_p+4-0}{x_p-1} = \frac{2x_p+4}{x_p-1}$。 令 $\frac{2a+4}{a} = \frac{2x_p+4}{x_p-1} \implies (2a+4)(x_p-1) = a(2x_p+4) \implies 2ax_p - 2a + 4x_p - 4 = 2ax_p + 4a \implies 4x_p = 6a + 4 \implies x_p = \frac{3}{2}a + 1$。 得 $P$ 點坐標為 $(\frac{3}{2}a + 1, 3a + 6)$。 梯形 $ABPQ$ 頂點依序為 $A(0,0) \to B(1,0) \to P(\frac{3}{2}a + 1, 3a + 6) \to Q(a, 2a+4) \to A$。 利用鞋帶公式計算面積 $S$: $S = \frac{1}{2} | (0\cdot0 + 1(3a+6) + (\frac{3}{2}a+1)(2a+4) + a\cdot0) - (0\cdot1 + 0(\frac{3}{2}a+1) + (3a+6)a + (2a+4)\cdot0) |$ $S = \frac{1}{2} | 3a + 6 + 3a^2 + 6a + 2a + 4 - (3a^2 + 6a) |$ $S = \frac{1}{2} | 3a^2 + 11a + 10 - 3a^2 - 6a | = \frac{1}{2} | 5a + 10 | = \frac{5}{2}a + 5$。 故 ⑭=5, ⑮=2, ⑯=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。