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108學年鷺江國中第3次段考數學 第20題 詳解

平行四邊形剪拼線對稱圖形求對角線和 · 單選 · 題目出處:108 學年度第 2 學期第 3 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
如下圖(一),平行四邊形紙片ABCDABCD的面積為120120AD=20\overline{AD}=20AB=18\overline{AB}=18。今沿兩對角線將四邊形ABCDABCD剪成甲、乙、丙、丁四個三角形紙片。若將甲、丙合併(AD\overline{AD}CB\overline{CB}重合)形成一線對稱圖形戊,如圖(二)所示,則圖形戊的兩對角線長度和為何? (A) 1919 (B) 2020 (C) 2424 (D) 2626
圖(一):一個平行四邊形 $ABCD$,$A$ 在上方偏左、$D$ 在右方、$B$ 在左下、$C$ 在下方偏右,兩組對邊各自平行。四邊形以兩條對角線 $\overline{AC}$、$\overline{BD}$ 分割成四個三角形,分別標示:丁(左側,$A$、$B$ 之間偏左)、甲($A$ 下方偏右,四邊形的中上方)、丙(下方偏左,$B$、$C$ 之間)、乙(下方偏右,$C$ 上方)。邊 $\overline{AD}$ 標示長度「20」、邊 $\overline{AB}$ 標示長度「18」,都以弧形括線標在四邊形外側。圖(二):另畫一個左右兩端為尖角、上下兩側向外凸的箏形(不是中間向內凹的鏢形/箭頭形),內部以灰色網底標示,標示為「戊」;左側尖角標「A」並在括號裡標「(C)」、右側尖角標「D」並在括號裡標「(B)」——括號裡的是「與原圖哪個頂點重合」的記號($A$ 與 $C$ 重合、$D$ 與 $B$ 重合),不是選項代號。

答案(D)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    算出四小塊的面積

    平行四邊形的兩條對角線互相平分,交點 OO 同時是 AC\overline{AC}BD\overline{BD} 的中點。OO 是中點表示相鄰兩塊同底等高、面積相等,四塊繞一圈都相等,所以每一塊都是 120÷4=30120\div4=30
  2. 2

    求頂點到接合邊的距離

    甲是以 AD\overline{AD} 為一邊、OO 為另一頂點的三角形。以 AD=20\overline{AD}=20 為底,設 OOAD\overline{AD} 的距離為 dd,則 12×20×d=30\frac12\times20\times d=30,解得 d=3d=3。丙以 CB=20\overline{CB}=20 為底,同樣算得頂點到底的距離也是 33
  3. 3

    看清楚戊是什麼形狀

    AD=CB=20\overline{AD}=\overline{CB}=20,兩邊剛好重合。甲、丙的另一個頂點分落在這條公共邊的兩側,而且兩塊全等,所以戊是以這條公共邊為對稱軸的線對稱圖形,也就是一個箏形。
  4. 4

    算兩條對角線

    戊的四個頂點依序是 AA、甲的頂點、DD、丙的頂點。一條對角線就是重合後的公共邊,長 2020;另一條連接兩個頂點,因為兩點對稱於這條軸、各距軸 33,所以長 3+3=63+3=6
  5. 5

    下結論

    兩對角線長度和為 20+6=2620+6=26。故選 (D)。最容易誤選的是 (B) 2020,那是只算了重合的那一條公共邊,漏掉連接兩個頂點的那一條。
答案
(D)

關鍵觀念:#平行四邊形 #對角線 #線對稱圖形

常見卡點
這題的難處在於看懂拼起來之後誰變成對角線。重合的那條邊在原圖裡是平行四邊形的一邊,拼完卻升格成戊的對角線;真正要另外算的是連接兩個舊交點的那一條,長度來自三角形的高。抓住面積三十配底二十得高三,再乘二就很快了。

還是卡住嗎?

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