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112學年鷺江國中第2次段考數學 第6題 詳解

由中垂線構造判斷角度相等關係 · 單選 · 題目出處:112 學年度第 2 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(圖六),ABC\triangle ABC 中,DD 點在 BC\overline{BC} 上,且 BD\overline{BD} 的中垂線與 AB\overline{AB} 相交於 EE 點,CD\overline{CD} 的中垂線與 AC\overline{AC} 相交於 FF 點。已知 ABC\triangle ABC 的三個內角皆不相等,根據(圖六)中標示的角,判斷下列敘述何者正確?
(A) 1=3\angle1=\angle32=4\angle2=\angle4
(B) 1=3\angle1=\angle324\angle2\neq\angle4
(C) 13\angle1\neq\angle32=4\angle2=\angle4
(D) 13\angle1\neq\angle324\angle2\neq\angle4
三角形ABC,A在上方頂點,B在左下、C在右下,D在BC邊上(B、C之間)。E在AB邊上(A、B之間),F在AC邊上(A、C之間);圖中另畫出線段ED、DF。通過E與通過F各畫有一條鉛直線,兩條都往下穿過BC並延伸到BC之下(即題幹所說的兩條中垂線,不是短刻痕)。角度標示:∠4在A點下方(AB、AC之間)、∠1在E點右側(AB與ED之間)、∠2在D點上方(ED與DF之間)、∠3在F點左側(DF與AC之間)。

答案(C)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    兩條中垂線各造一個等腰

    EEBD\overline{BD} 的中垂線上,所以 EB=ED\overline{EB}=\overline{ED}EBD\triangle EBD 是等腰三角形,兩底角相等:EDB=B\angle EDB=\angle B。同理 FFCD\overline{CD} 的中垂線上,FC=FD\overline{FC}=\overline{FD}FDC\triangle FDC 是等腰三角形,FDC=C\angle FDC=\angle C
  2. 2

    用外角算 ∠1 與 ∠3

    1\angle1EBD\triangle EBDEE 點的外角,外角等於兩個不相鄰內角之和,所以 1=B+EDB=2B\angle1=\angle B+\angle EDB=2\angle B。同樣地,3\angle3FDC\triangle FDCFF 點的外角,3=C+FDC=2C\angle3=\angle C+\angle FDC=2\angle C
  3. 3

    比較 ∠1 與 ∠3

    題目說 ABC\triangle ABC 的三個內角都不相等,所以 B\angle BC\angle C 不相等,於是 2B2\angle B2C2\angle C 也不相等,即 1\angle13\angle3 不相等。
  4. 4

    算 ∠2 並和 ∠4 比

    BBDDCC 在同一直線上,EDB+2+FDC=180°\angle EDB+\angle2+\angle FDC=180°,所以 2=180°BC\angle2=180°-\angle B-\angle C。另一方面,ABC\triangle ABC 的內角和給出 4=A=180°BC\angle4=\angle A=180°-\angle B-\angle C。兩式右邊一模一樣,所以 2=4\angle2=\angle4
  5. 5

    下結論

    1\angle13\angle3 不相等,而 2=4\angle2=\angle4,故選 (C)。
答案
(C)

關鍵觀念:#中垂線 #等腰三角形 #角度關係

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常見卡點
圖形左右看起來很對稱,最容易憑感覺認定 1=3\angle1=\angle3 而選 (A)。但推下來 1=2B\angle1=2\angle B3=2C\angle3=2\angle C,相等的唯一條件是 B=C\angle B=\angle C,題目特地聲明「三個內角皆不相等」就是要堵住這條路。反過來也有人被這句嚇到,連 2=4\angle2=\angle4 一起否定而選 (D);其實兩邊減掉的都是 B+C\angle B+\angle C,和對不對稱無關。

還是卡住嗎?

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