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111學年鷺江國中第2次段考數學 第19題 詳解

等腰三角形內部畫弧求頂角 · 單選 · 題目出處:111 學年度第 1 學期第 2 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
如右圖,在 ABC\triangle ABC 中,AB=AC\overline{AB}=\overline{AC},以 BB 點為圓心,BC\overline{BC} 長為半徑畫弧,分別交 AB\overline{AB}AC\overline{AC}DDEE 兩點,若 DE^=42°\widehat{DE}=42°,則 A=\angle A=? (A) 48°48° (B) 42°42° (C) 36°36° (D) 32°32°
一個等腰三角形,頂點 A 在上方,底邊左端點為 B、右端點為 C。以 B 為圓心畫一段弧,弧與 AB 的交點標示 D(位於 A、B 之間偏上)、與 AC 的交點標示 E(位於 A、C 之間偏下靠近 C)。另畫一條線段連接 B 與 E。該弧的下端一路延伸到 C 點,可看出弧通過 C(也就是 BE=BC 這件事在圖上是有依據的)。

答案(D)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    弄清楚這段弧屬於誰

    這段弧是以 BB 為圓心、BC\overline{BC} 為半徑畫的,所以它屬於一個以 BB 為圓心的圓。DE^=42\widehat{DE}=42^\circ 說的是這段弧的度數,對應的圓心角就是頂點在 BBDBE\angle DBE,因此 DBE=42\angle DBE=42^\circ。又因為 DDAB\overline{AB} 上、EEAC\overline{AC} 上,這個角其實就是 ABE=42\angle ABE=42^\circ
  2. 2

    設頂角並寫出底角

    A=x\angle A=x^\circ。因為 AB=AC\overline{AB}=\overline{AC}ABC\triangle ABC 是等腰三角形,兩個底角相等,所以 ABC=ACB=180x2=90x2\angle ABC=\angle ACB=\dfrac{180^\circ-x^\circ}{2}=90^\circ-\dfrac{x}{2}
  3. 3

    找出第二個等腰三角形

    關鍵在於 BE\overline{BE}BC\overline{BC} 都是這段弧的半徑,所以 BE=BC\overline{BE}=\overline{BC}BEC\triangle BEC 也是等腰三角形,BEC=BCE\angle BEC=\angle BCE。而 EEAC\overline{AC} 上,所以 BCE\angle BCE 就是 ACB=90x2\angle ACB=90^\circ-\dfrac{x}{2}。由 BEC\triangle BEC 的內角和得 EBC=1802(90x2)=x\angle EBC=180^\circ-2\left(90^\circ-\dfrac{x}{2}\right)=x^\circ
  4. 4

    把角度接起來解方程

    射線 BE\overline{BE}ABC\angle ABC 分成 ABE\angle ABEEBC\angle EBC 兩部分,所以 ABE+EBC=ABC\angle ABE+\angle EBC=\angle ABC,代入得 42+x=90x242+x=90-\dfrac{x}{2}。移項整理:x+x2=9042=48x+\dfrac{x}{2}=90-42=48,即 3x2=48\dfrac{3x}{2}=48,解得 x=32x=32。故選 (D)。
  5. 5

    代回去檢查

    A=32\angle A=32^\circ,則底角 ABC=ACB=180322=74\angle ABC=\angle ACB=\dfrac{180-32}{2}=74^\circABE=42\angle ABE=42^\circ,所以 EBC=7442=32\angle EBC=74^\circ-42^\circ=32^\circ;在 BEC\triangle BECBEC=BCE=180322=74\angle BEC=\angle BCE=\dfrac{180-32}{2}=74^\circ,正好等於 ACB\angle ACB,所有條件都對得上。要小心的誘答是直接把 4242^\circ 當成 A\angle A:那是以 BB 為頂點的角,不是三角形的頂角。
答案
(D)

關鍵觀念:#等腰三角形 #圓弧 #相似三角形

常見卡點
這題會卡住,多半是沒看出「BE\overline{BE} 也是半徑」。畫弧的那一刻,BD\overline{BD}BE\overline{BE}BC\overline{BC} 三條就全部等長了,其中 BE=BC\overline{BE}=\overline{BC} 造出第二個等腰三角形,整題就靠它把 EBC\angle EBC 和頂角 A\angle A 連起來。另一個常見失誤是把 DE^=42\widehat{DE}=42^\circ 直接當成 A\angle A:這段弧屬於以 BB 為圓心的圓,它的度數只等於頂點在 BB 的圓心角。動筆前先問一句:這段弧是以哪一點為圓心畫的?答案就決定了 4242^\circ 要標在哪個頂點上。 另一個常見的誤判是把 BE\overline{BE} 看成 AC\overline{AC} 上的高,於是在 ABE\triangle ABE 裡算 A=1809042=48\angle A=180^\circ-90^\circ-42^\circ=48^\circ,正好是 (A)。但題目只說 EE 是弧與 AC\overline{AC} 的交點,從來沒說 BE\overline{BE} 垂直 AC\overline{AC}——真正成立的是 BE=BC\overline{BE}=\overline{BC}

還是卡住嗎?

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