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112學年鷺江國中第3次段考數學 第16題 詳解

內心分割三角形面積比 · 單選 · 題目出處:112 學年度第 1 學期第 3 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
II 點為 ABC\triangle ABC 的內心,若 AB=9\overline{AB}=9BC=12\overline{BC}=12AC=15\overline{AC}=15,則 AIB\triangle AIB 面積:BIC\triangle BIC 面積:AIC\triangle AIC 面積=?
(A) 20:15:1220:15:12 (B) 12:20:1512:20:15 (C) 3:4:53:4:5 (D) 5:3:45:3:4

答案(C)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    內心到三邊等距

    IIABC\triangle ABC 的內心,也就是內切圓的圓心。內切圓和三邊都相切,所以 IIAB\overline{AB}BC\overline{BC}AC\overline{AC} 的垂直距離全部等於內切圓半徑 rr。這是整題的關鍵:三塊小三角形的高都一樣。
  2. 2

    寫出三塊的底和高

    IA\overline{IA}IB\overline{IB}IC\overline{IC},把 ABC\triangle ABC 分成三塊。AIB\triangle AIB 貼著 AB\overline{AB},以 AB=9\overline{AB}=9 為底、高是 rrBIC\triangle BIC 貼著 BC\overline{BC},以 BC=12\overline{BC}=12 為底、高是 rrAIC\triangle AIC 貼著 AC\overline{AC},以 AC=15\overline{AC}=15 為底、高也是 rr
  3. 3

    算出面積比

    AIB=12×9×r\triangle AIB=\dfrac{1}{2}\times9\times rBIC=12×12×r\triangle BIC=\dfrac{1}{2}\times12\times rAIC=12×15×r\triangle AIC=\dfrac{1}{2}\times15\times r。三者的 12\dfrac{1}{2}rr 都一樣,約掉後面積比就等於底邊的長度比:9:12:159:12:15
  4. 4

    化成最簡整數比

    9:12:159:12:15 三項同除以最大公因數 33,得到 3:4:53:4:5。所以 AIB\triangle AIB 面積 :BIC:\triangle BIC 面積 :AIC:\triangle AIC 面積 =3:4:5=3:4:5。故選 (C)。
答案
(C)

關鍵觀念:#內心 #面積比

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常見卡點
最容易錯的是「三角形和邊配對時整組錯開一格」。AIB\triangle AIB 的底必須是它自己貼著的那條 AB=9\overline{AB}=9;如果不小心把 AIB\triangle AIB 配到 AC=15\overline{AC}=15BIC\triangle BIC 配到 AB=9\overline{AB}=9AIC\triangle AIC 配到 BC=12\overline{BC}=12,就會算出 15:9:12=5:3:415:9:12=5:3:4,剛好是另一個選項在等人。題目把邊長寫成 AB=9\overline{AB}=9BC=12\overline{BC}=12AC=15\overline{AC}=15,抄的時候整排往後挪一格就變成 15:9:1215:9:12。抄數字之前先確認:這塊小三角形的兩個頂點字母,就決定了它的底是哪一條邊。另外順帶一提,92+122=1529^2+12^2=15^2,這其實是個直角三角形,但這個面積比的作法對任何三角形都成立。

還是卡住嗎?

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