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111學年鷺江國中第1次段考數學 第13題 詳解

垂直線段比例求值 · 單選 · 題目出處:111 學年度第 1 學期第 1 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
如右圖,AB\overline{AB}EF\overline{EF}CD\overline{CD} 分別與 BD\overline{BD} 垂直於 BBFFDD,若 AB=84\overline{AB}=84CD=63\overline{CD}=63,則 EF=\overline{EF}=
(A) 3636
(B) 3434
(C) 3232
(D) 3030
BD 為底邊,B 在左下角、D 在右下角;A 在 B 正上方(AB 垂直 BD),C 在 D 正上方但高度比 A 矮(CD 垂直 BD);AD、BC 兩條線段相交於 E,E 的正下方另有一點 F 在 $\overline{BD}$ 上、略偏 D 側(約 $\overline{BD}$ 的六成處),EF 垂直 BD。

答案(A)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    三條垂線互相平行

    AB\overline{AB}EF\overline{EF}CD\overline{CD} 都垂直於同一條 BD\overline{BD},所以三條線段互相平行。由 EFAB\overline{EF}\parallel\overline{AB} 可得 DEFDAB\triangle DEF\sim\triangle DAB;由 EFCD\overline{EF}\parallel\overline{CD} 可得 BEFBCD\triangle BEF\sim\triangle BCD
  2. 2

    各寫出一個比例式

    DEFDAB\triangle DEF\sim\triangle DABEFAB=DFDB\dfrac{\overline{EF}}{\overline{AB}}=\dfrac{\overline{DF}}{\overline{DB}};由 BEFBCD\triangle BEF\sim\triangle BCDEFCD=BFBD\dfrac{\overline{EF}}{\overline{CD}}=\dfrac{\overline{BF}}{\overline{BD}}。兩式的分母都是整條 BD\overline{BD},這是關鍵。
  3. 3

    兩式相加湊出 1

    把兩式相加:EFAB+EFCD=DFDB+BFBD=DF+BFBD=BDBD=1\dfrac{\overline{EF}}{\overline{AB}}+\dfrac{\overline{EF}}{\overline{CD}}=\dfrac{\overline{DF}}{\overline{DB}}+\dfrac{\overline{BF}}{\overline{BD}}=\dfrac{\overline{DF}+\overline{BF}}{\overline{BD}}=\dfrac{\overline{BD}}{\overline{BD}}=1。因為 FFBD\overline{BD} 上,兩段加起來剛好是全長。
  4. 4

    代入數字求 EF

    代入 AB=84\overline{AB}=84CD=63\overline{CD}=63EF84+EF63=1\dfrac{\overline{EF}}{84}+\dfrac{\overline{EF}}{63}=1。通分得 EF×(184+163)=EF×3+4252=EF×136=1\overline{EF}\times\left(\dfrac{1}{84}+\dfrac{1}{63}\right)=\overline{EF}\times\dfrac{3+4}{252}=\overline{EF}\times\dfrac{1}{36}=1,所以 EF=36\overline{EF}=36。故選 (A)。
答案
(A)

關鍵觀念:#平行線截比例線段 #垂直

常見卡點
最直覺也最危險的想法,是覺得 EF\overline{EF} 夾在 84846363 中間,取平均 73.573.5 就好。但 EF\overline{EF} 不是平均數,而是「倒數相加」的結果:1EF=184+163\dfrac{1}{\overline{EF}}=\dfrac{1}{84}+\dfrac{1}{63},算出來的 3636 比兩者都小,這正是這個圖形的特色。背公式 EF=AB×CDAB+CD=84×63147=36\overline{EF}=\dfrac{\overline{AB}\times\overline{CD}}{\overline{AB}+\overline{CD}}=\dfrac{84\times 63}{147}=36 也可以,但務必記得它是兩組相似三角形相加推出來的。

還是卡住嗎?

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