115 分科測驗數學甲 第 8 題
📅 115 年 📝 分科測驗數學甲 第 8 題 題型:多選 課綱:108課綱
坐標平面上兩向量 $\overset{\large\rightharpoonup}{u}, \overset{\large\rightharpoonup}{v}$ 滿足 $| \overset{\large\rightharpoonup}{u} + \overset{\large\rightharpoonup}{v} | = 2$ 與 $\overset{\large\rightharpoonup}{u} - \overset{\large\rightharpoonup}{v} = (2,2)$。試選出正確的選項。
  1. $| \overset{\large\rightharpoonup}{v} + (1,1) | = 1$
  2. $\overset{\large\rightharpoonup}{u} \cdot \overset{\large\rightharpoonup}{v} = -1$
  3. $|\overset{\large\rightharpoonup}{v}| \le 2$
  4. $\overset{\large\rightharpoonup}{u}$ 不可能與 $\overset{\large\rightharpoonup}{v}$ 平行
  5. 若 $\overset{\large\rightharpoonup}{u}, \overset{\large\rightharpoonup}{v}$ 的夾角為 $\theta$,則 $|\overset{\large\rightharpoonup}{u}||\overset{\large\rightharpoonup}{v}|\sin\theta \le 2\sqrt{2}$
向量的運算與內積、向量的幾何意義平面向量平面向量
答案

$(1)(2)(5)$

多選題

詳解
$(1)$ $\overset{\large\rightharpoonup}{u} = \overset{\large\rightharpoonup}{v} + (2,2) \implies | \overset{\large\rightharpoonup}{u}+\overset{\large\rightharpoonup}{v} | = | 2\overset{\large\rightharpoonup}{v} + (2,2) | = 2 | \overset{\large\rightharpoonup}{v} + (1,1) | = 2 \implies | \overset{\large\rightharpoonup}{v} + (1,1) | = 1$,對。 $(2)$ $| \overset{\large\rightharpoonup}{u}+\overset{\large\rightharpoonup}{v} |^2 - | \overset{\large\rightharpoonup}{u}-\overset{\large\rightharpoonup}{v} |^2 = 4\overset{\large\rightharpoonup}{u}\cdot\overset{\large\rightharpoonup}{v} \implies 4 - 8 = 4\overset{\large\rightharpoonup}{u}\cdot\overset{\large\rightharpoonup}{v} \implies \overset{\large\rightharpoonup}{u}\cdot\overset{\large\rightharpoonup}{v} = -1$,對。 $(3)$ $\overset{\large\rightharpoonup}{v}$ 終點在以 $(-1,-1)$ 為圓心、$1$ 為半徑的圓上,與原點最遠距離為 $\sqrt{2} + 1 > 2$,故 $|\overset{\large\rightharpoonup}{v}|$ 可以大於 $2$,錯。 $(4)$ 若反向平行且 $\overset{\large\rightharpoonup}{u}\cdot\overset{\large\rightharpoonup}{v} = -1 \implies |\overset{\large\rightharpoonup}{u}||\overset{\large\rightharpoonup}{v}| = 1$,又 $|\overset{\large\rightharpoonup}{u}|^2 + |\overset{\large\rightharpoonup}{v}|^2 = 6$,此時長度有實數解,故可能平行,錯。 $(5)$ 二維外積大小為 $|u_x v_y - u_y v_x| = 2|v_y - v_x|$,因 $\overset{\large\rightharpoonup}{v}$ 滿足 $(x+1)^2 + (y+1)^2 = 1$,最高差 $|y-x|$ 最大值為 $\sqrt{2}$,故 $|\overset{\large\rightharpoonup}{u}||\overset{\large\rightharpoonup}{v}|\sin \theta \le 2\sqrt{2} \implies \sin \theta \le \dfrac{2\sqrt{2}}{|\overset{\large\rightharpoonup}{u}||\overset{\large\rightharpoonup}{v}|}$,對。 故選 $(1)(2)(5)$。

題目來源:本題非大考試題,無官方考卷來源。

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