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110學年新莊國中第2次段考數學 第10題 詳解

兩正方形共頂點求面積和 · 單選 · 題目出處:110 學年度第 1 學期第 2 次定期評量 數學科(新北市立新莊國民中學)

題目
10.如右圖,平面上有正方形 ABCD 與正方形 DEFG,其中 E 點在直線 BC 上,若AE‾=230\overline{AE}=2\sqrt{30},△CDE 的面積為 1010,則正方形 ABCD 與正方形 DEFG 的面積和為何?
(A) 8080 (B) 7070 (C) 6060 (D) 5050
正方形 ABCD:A 在左上、B 在左下、C 在下方(在 B 右側的水平線上)、D 在右上(在 A 右側,與 A 等高)。B、C 兩點與另一點 E 三點共線,同在一條水平線上,E 在 C 的右側。以 D、E 為公共邊延伸出另一個正方形 DEFG:D 為左上角(與正方形 ABCD 共用)、E 為左下角(在水平線上)、F 在右側、G 在上方,此正方形整體向右上方傾斜。圖上另畫有三條線段:A 到 D(正方形 ABCD 的上邊)、A 到 E(由 A 直接連到 E 的線段)、D 到 E(正方形 DEFG 的一邊,同時也是三角形 CDE 的一邊)。

答案(A)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    設未知數

    設正方形 ABCDABCD 邊長為 aa,CE‾=t\overline{CE}=t。從圖上看,E 點在直線 BC 上、而且在 C 的右側,所以 BE‾=a+t\overline{BE}=a+t;又 ∠DCE=90∘\angle DCE=90^\circ。
  2. 2

    用三角形面積

    △CDE\triangle CDE 是直角三角形,兩股為 aa、tt,面積 12at=10\dfrac12at=10,所以 at=20at=20。
  3. 3

    用 AE 列式

    △ABE\triangle ABE 中 ∠B=90∘\angle B=90^\circ:AE‾2=a2+(a+t)2=2a2+2at+t2\overline{AE}^2=a^2+(a+t)^2=2a^2+2at+t^2。又 AE‾2=(230)2=4×30=120\overline{AE}^2=(2\sqrt{30})^2=4\times30=120。
  4. 4

    表示所求

    在 △CDE\triangle CDE 中 DE‾2=a2+t2\overline{DE}^2=a^2+t^2,所以兩正方形面積和 =a2+DE‾2=2a2+t2=a^2+\overline{DE}^2=2a^2+t^2。
  5. 5

    整體代入

    2a2+t2=AE‾2−2at=120−2×20=802a^2+t^2=\overline{AE}^2-2at=120-2\times20=80。故選 (A)。
答案
(A)

關鍵觀念:#正方形面積 #畢氏定理 #三角形面積 #乘法公式

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常見卡點
這題不必把 aa、tt 分別解出來,把 2a2+t22a^2+t^2 看成 AE‾2\overline{AE}^2 扣掉 2at2at 整體代入即可。先看圖:E 在 C 的右側,所以 BE‾=a+t\overline{BE}=a+t;若寫成 a−ta-t,會得到 120+40=160120+40=160,不在選項中。另外 (230)2=4×30=120(2\sqrt{30})^2=4\times30=120,不是 6060;面積 1010 代表 at=20at=20,不是 1010。

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