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112學年鷺江國中第2次段考數學 第9題 詳解

正方形三等分面積求線段長 · 單選 · 題目出處:112 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
右圖為邊長 33 的正方形 ABCDABCD,若 CM\overline{CM}CN\overline{CN} 三等分此正方形面積,則 CN\overline{CN} 長?(A) 10\sqrt{10} (B) 11\sqrt{11} (C) 12\sqrt{12} (D) 13\sqrt{13}
正方形 ABCD:B 在左上、C 在右上、A 在左下、D 在右下。M 在左邊 AB 上、明顯低於中點、靠近 A(約在 AB 由下往上三分之一處);N 在底邊 AD 上、靠近 A(約在 AD 由左往右三分之一處)。圖中另畫出兩條線段:M 到 C、N 到 C。

答案(D)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    三等分是每塊多大

    正方形邊長 33,面積是 3×3=93\times 3=9。圖上 CM\overline{CM}CN\overline{CN} 把正方形切成三塊:左上的三角形 BCMBCM、中間的四邊形 AMCNAMCN、右下的三角形 CNDCND。三等分面積就表示每一塊都是 9÷3=39\div 3=3
  2. 2

    挑最好算的那一塊

    右下那塊三角形 CNDCND 最好下手:它以下邊上的 DN\overline{DN} 為底,高就是正方形的右邊 CD=3\overline{CD}=3。列式 12×DN×3=3\dfrac{1}{2}\times\overline{DN}\times 3=3,兩邊同乘 223DN=63\overline{DN}=6,所以 DN=2\overline{DN}=2
  3. 3

    定出 N 的位置

    下邊 AD=3\overline{AD}=3,而 DN=2\overline{DN}=2,所以 AN=32=1\overline{AN}=3-2=1。也就是說 NN 靠近 AA 這一側,和圖上畫的位置相符。若解面積方程式時漏掉 12\dfrac{1}{2},會算成 DN=1\overline{DN}=1,接著得到 CN=12+32=10\overline{CN}=\sqrt{1^2+3^2}=\sqrt{10},剛好落在 (A),這是最常見的失分點。
  4. 4

    用畢氏定理求 CN

    CN\overline{CN},看直角三角形 CDNCDND\angle D 是正方形的角,等於 9090^\circ,兩股是 DN=2\overline{DN}=2CD=3\overline{CD}=3。由畢氏定理 CN2=22+32=4+9=13\overline{CN}^2=2^2+3^2=4+9=13,所以 CN=13\overline{CN}=\sqrt{13}1313 沒有平方因數,已是最簡。故選 (D)。
答案
(D)

關鍵觀念:#正方形面積 #三角形面積 #根式

常見卡點
這題的訣竅是挑「底和高都現成」的那塊三角形下手:CD\overline{CD} 就是邊長 33,底是 DN\overline{DN},一條式子解完。常見失誤有兩個,一是三角形面積忘了乘 12\dfrac{1}{2},把 DN\overline{DN} 算成 11;二是算出 DN=2\overline{DN}=2 之後就以為做完了,忘了題目問的是斜的那條 CN\overline{CN},還要再用一次畢氏定理。

還是卡住嗎?

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