114學測數學A單選第6題詳解

📅 114 年 📝 學測數學A 第 6 題 題型:單選 課綱:108課綱

答案與本題考點

答案:$(3)$

本題考點:向量內積、平行六面體、空間向量與空間中的直線與平面、向量化

題目

坐標空間中有三個彼此互相垂直之向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{u},\overset{\large\rightharpoonup}{v},\overset{\large\rightharpoonup}{w}$。已知 $\overset{\large\rightharpoonup}{u}-\overset{\large\rightharpoonup}{v}=(2,-1,0)$,且 $\overset{\large\rightharpoonup}{v}-\overset{\large\rightharpoonup}{w}=(-1,2,3)$。試問由 $\overset{\large\rightharpoonup}{u},\overset{\large\rightharpoonup}{v},\overset{\large\rightharpoonup}{w}$ 所張出的平行六面體之體積為何?
  1. $2\sqrt{5}$
  2. $5\sqrt{2}$
  3. $2\sqrt{10}$
  4. $4\sqrt{5}$
  5. $4\sqrt{10}$
向量內積平行六面體空間向量與空間中的直線與平面
解題手法向量化〔AI 推測〕

答案

答案

$(3)$

詳解

詳解
1. 因為 $\overset{\large\rightharpoonup}{u}$、$\overset{\large\rightharpoonup}{v}$、$\overset{\large\rightharpoonup}{w}$ 彼此互相垂直,所以 $$|\overset{\large\rightharpoonup}{u}-\overset{\large\rightharpoonup}{v}|^2=|\overset{\large\rightharpoonup}{u}|^2+|\overset{\large\rightharpoonup}{v}|^2=2^2+(-1)^2+0^2=5,$$ $$|\overset{\large\rightharpoonup}{v}-\overset{\large\rightharpoonup}{w}|^2=|\overset{\large\rightharpoonup}{v}|^2+|\overset{\large\rightharpoonup}{w}|^2=(-1)^2+2^2+3^2=14.$$ 2. 計算內積: $$(\overset{\large\rightharpoonup}{u}-\overset{\large\rightharpoonup}{v})\cdot(\overset{\large\rightharpoonup}{v}-\overset{\large\rightharpoonup}{w})=(2)(-1)+(-1)(2)+(0)(3)=-4.$$ 另一方面,展開得 $$\overset{\large\rightharpoonup}{u}\cdot\overset{\large\rightharpoonup}{v}-\overset{\large\rightharpoonup}{u}\cdot\overset{\large\rightharpoonup}{w}-|\overset{\large\rightharpoonup}{v}|^2+\overset{\large\rightharpoonup}{v}\cdot\overset{\large\rightharpoonup}{w}.$$ 因為三向量互相垂直,所有內積項為 $0$,所以上式 $=-|\overset{\large\rightharpoonup}{v}|^2$,得 $|\overset{\large\rightharpoonup}{v}|^2=4$。 3. 因此 $|\overset{\large\rightharpoonup}{u}|^2=5-4=1$,$|\overset{\large\rightharpoonup}{w}|^2=14-4=10$。即 $|\overset{\large\rightharpoonup}{u}|=1$,$|\overset{\large\rightharpoonup}{v}|=2$,$|\overset{\large\rightharpoonup}{w}|=\sqrt{10}$。 4. 因為三向量互相垂直,平行六面體的體積為三邊長的乘積: $$V=|\overset{\large\rightharpoonup}{u}|\times|\overset{\large\rightharpoonup}{v}|\times|\overset{\large\rightharpoonup}{w}|=1\times2\times\sqrt{10}=2\sqrt{10}.$$ 故選 $(3)$。

題目來源:民國114年學測數學A 第6題(來源PDF第3頁)

資料版本:2026-06-29(commit 2a28ae7a)

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,〈114學測數學A單選第6題詳解〉,資料版本 2026-06-29,https://twmath.com/questions/114_02A_q06.html

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。