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109學年鷺江國中第2次段考數學 第1題 詳解

尺規作圖痕跡判斷所作圖形 · 單選 · 題目出處:109 學年度第 2 學期第 2 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
右圖是尺規作圖的作圖痕跡,試問此為何種作圖?
( A ) BC\overline{BC}邊上的中垂線
( B ) BC\overline{BC}邊上的中線
( C ) BC\overline{BC}邊上的高
( D ) A\angle A的角平分線
淺綠色三角形 $ABC$,$A$ 在頂端,$B$、$C$ 為底邊兩端。底邊 $\overline{BC}$ 附近有一道向下凸的弧線:它從三角形內部出發,往下穿過 $\overline{BC}$,再回到三角形內部,因此與 $\overline{BC}$ 交於兩個點(兩個交點都明顯在 $B$ 與 $C$ 之間,弧並不通過 $B$、$C$)。弧線上方、三角形內部標有一個「$\times$」記號,它與頂點 $A$ 在同一條鉛直線上。圖上未畫出任何從 $A$ 到底邊或到弧線的線段。

答案(C)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先看弧是以誰為圓心

    圖上只有一段弧,它從三角形內部出發、凸到 BC\overline{BC} 的下方,再回到三角形內部,所以它和 BC\overline{BC} 交出兩個點,把它們記作 MMNN。這段弧並不通過 BBCC,而且 MMNN 左右對稱於 AA 的正下方,可見畫弧時的圓心是頂點 AA,因此 AM=AN\overline{AM}=\overline{AN}
  2. 2

    叉叉記號代表什麼

    三角形內部的 ×\times 記號標出的是第二個作圖點,把它記作 PP。它是分別以 MMNN 為圓心、取相同長度為半徑畫弧所得到的交點,所以 PM=PN\overline{PM}=\overline{PN}
  3. 3

    兩個等距點定出垂線

    AAPP 都同時和 MMNN 等距,而「到一線段兩端等距的點都落在這線段的垂直平分線上」,所以 AAPP 都在 MN\overline{MN} 的垂直平分線上,直線 APAP 就是 MN\overline{MN} 的垂直平分線。MMNNBC\overline{BC} 上,因此 APBCAP\perp\overline{BC}
  4. 4

    判斷是哪一種線

    APAP 從頂點 AA 出發又垂直於 BC\overline{BC},正是 BC\overline{BC} 邊上的高。若要作 BC\overline{BC} 的中垂線,圓心必須放在 BBCC 上,兩弧會在 BC\overline{BC} 上下兩側各交出一點,(A) 不合;MMNN 的中點是 AA 的正下方,並不是 BC\overline{BC} 的中點,圖上也沒有標出 BC\overline{BC} 的中點,(B) 不合;作 A\angle A 的角平分線時,第一段弧要交在 AB\overline{AB}AC\overline{AC} 上,不會交在 BC\overline{BC} 上,(D) 不合。故選 (C)。
答案
(C)

關鍵觀念:#尺規作圖 #作垂線(高) #中垂線

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常見卡點
很多人一看到弧跨在底邊上就填中垂線,關鍵其實在圓心。作 BC 的中垂線要把圓心放在 B 和 C 上,畫出來的兩段弧會在底邊的上下兩側各交出一點;這張圖的弧不通過 B、C,而是以頂點 A 為圓心把底邊割出兩個交點,那是過線外一點作垂線的第一步。圖上也沒有標出底邊的中點,所以不可能是中線。

還是卡住嗎?

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