110指考數學甲選填第11題詳解

📅 110 年 📝 指考數學甲 第 11 題 題型:選填 課綱:108課綱

答案與本題考點

答案:$\alpha=\dfrac{9}{25},\ \beta=-\dfrac{4}{25}$

本題考點:平面幾何、平面向量、向量化

題目

考慮一梯形 $ABCD$,其中 $\overline{AB}$ 與 $\overline{DC}$ 平行。已知點 $E$、$F$ 分別在對角線 $\overline{AC}$、$\overline{BD}$ 上,且 $\overline{AB}=\dfrac{2}{5}\overline{DC}$、$\overline{AE}=\dfrac{3}{2}\overline{EC}$、$\overline{BF}=\dfrac{2}{3}\overline{FD}$,如圖所示。若將向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{FE}$ 表示成 $\alpha\overset{\large\rightharpoonup}{AC}+\beta\overset{\large\rightharpoonup}{AD}$,則實數 $\alpha=$ ____,$\beta=$ ____。(化成最簡分數)
題目附圖
題目附圖
平面幾何平面向量
解題手法向量化〔AI 推測〕

答案

答案

$\alpha=\dfrac{9}{25},\ \beta=-\dfrac{4}{25}$

詳解

詳解
1. 為簡化計算,設 $D$ 為原點,令 $\overset{\large\rightharpoonup}{DC}=\overset{\large\rightharpoonup}{d}$、$\overset{\large\rightharpoonup}{DA}=\overset{\large\rightharpoonup}{a}$。 2. 因為 $\overline{AB}\parallel\overline{DC}$ 且 $\overline{AB}=\frac{2}{5}\overline{DC}$,所以 $\overset{\large\rightharpoonup}{AB}=\frac{2}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{d}$,因此 $\overset{\large\rightharpoonup}{DB}=\overset{\large\rightharpoonup}{DA}+\overset{\large\rightharpoonup}{AB}=\overset{\large\rightharpoonup}{a}+\frac{2}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{d}$。 3. 因為 $\overline{AE}:\overline{EC}=3:2$,所以 $\overset{\large\rightharpoonup}{AE}=\frac{3}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{AC}$,即 $\overset{\large\rightharpoonup}{OE}=\overset{\large\rightharpoonup}{OA}+\frac{3}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{AC}=\overset{\large\rightharpoonup}{a}+\frac{3}{5}(\overset{\large\rightharpoonup}{d}-\overset{\large\rightharpoonup}{a})=\frac{2}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{a}+\frac{3}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{d}$。 4. 因為 $\overline{BF}:\overline{FD}=2:3$,所以 $\overset{\large\rightharpoonup}{BF}=\frac{2}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{BD}$,即 $\overset{\large\rightharpoonup}{OF}=\overset{\large\rightharpoonup}{OB}+\frac{2}{5}(\overset{\large\rightharpoonup}{OD}-\overset{\large\rightharpoonup}{OB})=\left(\overset{\large\rightharpoonup}{a}+\frac{2}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{d}\right)+\frac{2}{5}\left(-\overset{\large\rightharpoonup}{a}-\frac{2}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{d}\right)=\frac{3}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{a}+\frac{6}{25}\overset{\large\rightharpoonup}{d}$。 5. 因此 $$\overset{\large\rightharpoonup}{FE}=\overset{\large\rightharpoonup}{OE}-\overset{\large\rightharpoonup}{OF}=\left(\frac{2}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{a}+\frac{3}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{d}\right)-\left(\frac{3}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{a}+\frac{6}{25}\overset{\large\rightharpoonup}{d}\right)=-\frac{1}{5}\overset{\large\rightharpoonup}{a}+\frac{9}{25}\overset{\large\rightharpoonup}{d}$$ 6. 注意到 $\overset{\large\rightharpoonup}{AC}=\overset{\large\rightharpoonup}{d}-\overset{\large\rightharpoonup}{a}$、$\overset{\large\rightharpoonup}{AD}=-\overset{\large\rightharpoonup}{a}$。設 $$\overset{\large\rightharpoonup}{FE}=\alpha\overset{\large\rightharpoonup}{AC}+\beta\overset{\large\rightharpoonup}{AD}=\alpha(\overset{\large\rightharpoonup}{d}-\overset{\large\rightharpoonup}{a})+\beta(-\overset{\large\rightharpoonup}{a})=-\alpha\overset{\large\rightharpoonup}{a}-\beta\overset{\large\rightharpoonup}{a}+\alpha\overset{\large\rightharpoonup}{d}$$ 7. 比較係數:$\alpha=\frac{9}{25}$,$-\alpha-\beta=-\frac{1}{5}$,所以 $\beta=\frac{1}{5}-\frac{9}{25}=\frac{5-9}{25}=-\frac{4}{25}$。 故 $\alpha=\frac{9}{25}$、$\beta=-\frac{4}{25}$。

題目來源:民國110年指考數學甲 第11題(來源PDF第6頁)

資料版本:2026-06-24(commit fa434ce3)

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引用本站:大考雷達站,〈110指考數學甲選填第11題詳解〉,資料版本 2026-06-24,https://twmath.com/questions/110_07A_q11.html

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