TutopiaTutopia 解題方城市 免費試用

111學年鷺江國中第1次段考數學 第21題 詳解

兩正方形重疊求交點距離 · 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,已知大小兩個正方形 BEFGBEFGABCDABCD,其邊長分別為 1212 公分、44 公分,若 AF\overline{AF}DF\overline{DF} 分別交 BG\overline{BG}PPQQ 兩點,則 PQ\overline{PQ} 為多少公分?
(A) 1.51.5
(B) 22
(C) 2.52.5
(D) 33
小正方形 ABCD(邊長 4)與大正方形 BEFG(邊長 12)並排:A 在左上角、D 在左下角(皆屬小正方形),B 同時是小正方形右上角與大正方形左上角,E 在大正方形右上角;B、C、G 三點共線(C 為小正方形右下角,在 B、G 之間、靠近 B);F 在大正方形右下角。線段 AF、DF 分別由 A、D 畫向 F,與 BG 的交點由上至下依序為 P(靠近 B、C 之間)、Q(在 C、G 之間)。

答案(D)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先從圖上讀出位置

    AB\overline{AB} 是小正方形的上邊、BE\overline{BE} 是大正方形的上邊,由圖可知 AABBEE 三點共線,所以 AE=AB+BE=4+12=16\overline{AE}=\overline{AB}+\overline{BE}=4+12=16。另一方面 BBCCGG 三點共線,BC=4\overline{BC}=4BG=12\overline{BG}=12PPQQ 都落在 BG\overline{BG} 上,只要分別求出 BP\overline{BP}BQ\overline{BQ} 再相減即可。
  2. 2

    用相似求 BP

    BG\overline{BG}EF\overline{EF} 都垂直於直線 AEAE,所以 BPEF\overline{BP}\parallel\overline{EF}PPAF\overline{AF} 上、BBAE\overline{AE} 上,得 ABPAEF\triangle ABP\sim\triangle AEF,於是 BPEF=ABAE=416=14\dfrac{\overline{BP}}{\overline{EF}}=\dfrac{\overline{AB}}{\overline{AE}}=\dfrac{4}{16}=\dfrac{1}{4},所以 BP=12×14=3\overline{BP}=12\times\dfrac{1}{4}=3
  3. 3

    用相似求 BQ

    DC\overline{DC} 往右延長,交 EF\overline{EF}HH。此時 CH=BE=12\overline{CH}=\overline{BE}=12,故 DH=DC+CH=4+12=16\overline{DH}=\overline{DC}+\overline{CH}=4+12=16;又 EH=BC=4\overline{EH}=\overline{BC}=4,故 HF=EFEH=124=8\overline{HF}=\overline{EF}-\overline{EH}=12-4=8。因為 CQHF\overline{CQ}\parallel\overline{HF},得 DCQDHF\triangle DCQ\sim\triangle DHFCQHF=DCDH=416=14\dfrac{\overline{CQ}}{\overline{HF}}=\dfrac{\overline{DC}}{\overline{DH}}=\dfrac{4}{16}=\dfrac{1}{4},所以 CQ=8×14=2\overline{CQ}=8\times\dfrac{1}{4}=2BQ=BC+CQ=4+2=6\overline{BQ}=\overline{BC}+\overline{CQ}=4+2=6
  4. 4

    相減得到 PQ

    PPQQ 都在 BG\overline{BG} 上,且 BP=3\overline{BP}=3BQ=6\overline{BQ}=6,由圖可知 PPQQ 上方,所以 PQ=BQBP=63=3\overline{PQ}=\overline{BQ}-\overline{BP}=6-3=3 公分。故選 (D)。
答案
(D)

關鍵觀念:#正方形 #相似三角形 #交點

常見卡點
這題看起來很複雜,其實只要抓住「BG\overline{BG}EF\overline{EF} 互相平行」,就能拆成兩組相似三角形,各自算出 BP\overline{BP}BQ\overline{BQ} 再相減。最容易寫錯的是分母:ABP\triangle ABP 對應 AEF\triangle AEF 時分母是整條 AE=16\overline{AE}=16,不是大正方形的 1212、也不是小正方形的 44。另一個坑是算出 CQ=2\overline{CQ}=2 就直接拿去減,忘了 BQ\overline{BQ} 還要再加上 BC=4\overline{BC}=4

還是卡住嗎?

📸 上傳你的算式,邏輯貓頭鷹幫你找出是「哪一步」開始錯的——不只給答案,一步步教到你會。

直接丟一題試試 →

免費試用,不用先註冊;要送出時再登入即可・或先註冊領 20 枚圖圖幣