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112學年鷺江國中第2學期第3次段考數學 第12題 詳解

尺規作圖判斷平行(不一定平行) · 單選 · 題目出處:112 學年度第 2 學期第 3 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
依下列的作圖痕跡,判斷哪一個作法所得的直線 MMNN 不一定平行?
(A)
(B)
(C)
(D)
四個尺規作圖痕跡示意圖,皆有一條直線 L 與另兩條水平線 M(上)、N(下)相交,圖上留有圓規作圖的弧線與刻度勾號「×」:(A) L 為鉛直線。L 與 M 的交點處畫的是以該交點為圓心、兩端落在 L 上下兩側的半圓(不是掃向 M 的角弧),L 上另有一個「×」勾號標在 M、N 之間偏靠近 M 處;L 與 N 的交點下方有一段較大的圓弧,圓心是 L 上的那個「×」,弧把 N 截在對稱的兩點上。兩處畫的都是作垂線的痕跡。(B) L 為由左下往右上的斜線。L 與 M 的交點處,有一段圓弧從 L 往上方掃到 M 往右方,交點上有「×」勾號;L 與 N 的交點處也有同樣位置關係的圓弧(從 L 往上方掃到 N 往右方),交點上也有「×」勾號,兩處弧線的相對位置一致。(C) L 為鉛直線。L 與 M 的交點右上方有一段圓弧(從 L 往上方掃到 M 往右方),交點上有「×」勾號;但 L 與 N 的交點處,圓弧卻從左側掃上來,而且那個「×」落在 L 上、不在 N 上(M 處的「×」則在交點右側的 M 上)——兩處的左右對應不一致。(D) L 為由左下往右上的斜線。L 與 M 的交點左下方有一段圓弧(從 L 往下方掃到 M 往左方),交點上有「×」勾號;L 與 N 的交點處也有同樣位置關係的圓弧(從 L 往下方掃到 N 往左方),交點上也有「×」勾號,兩處弧線的相對位置一致。

答案(C)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    作圖痕跡在說什麼

    這四張圖有兩種路數:多數是在 LLMMLLNN 的兩個交點各畫一段弧來「複製角」,再用 ×\times 標出弧與射線相交的位置;也有用垂線作圖的(見 (A))。複製角的那種要能保證 M//NM//N,兩處記號必須落在「位置完全對應」的一對角上,也就是同位角或內錯角。
  2. 2

    檢查 (B)

    (B) 在 LLMM 的交點,弧從 LL 向上的射線掃到 MM 向右的射線,×\times 落在 MM 上、交點的右邊;在 LLNN 的交點,弧同樣從 LL 向上的射線掃到 NN 向右的射線,×\times 也落在 NN 上、交點的右邊。兩個角同在 LL 的右側、同在各自直線的上方,是一組同位角,相等就保證 M//NM//N
  3. 3

    檢查 (D)

    (D) 在 MM 處,弧從 MM 向左的射線掃到 LL 向下的射線,×\times 落在交點左邊的 MM 上;在 NN 處,弧從 LL 向上的射線掃到 NN 向右的射線,×\times 落在交點右邊的 NN 上。前者在 MM 下方偏左、後者在 NN 上方偏右,是一組內錯角,相等一樣保證 M//NM//N
  4. 4

    檢查 (A)

    (A) 的 LL 是鉛直線,痕跡是垂線作圖:上方以 LLMM 的交點為圓心畫弧,在 LL 上截出上下兩個等距點,再從這兩點畫等半徑的弧交於 MM 上的 ×\times,這表示 MLM\perp L;下方以 LL 上一點為圓心畫一段大弧,把 NN 截在交點左右對稱的兩處,表示 LL 是那條弦的垂直平分線,也就是 NLN\perp L。兩條線都垂直於 LL,所以 M//NM//N
  5. 5

    檢查 (C) 並下結論

    (C) 在 MM 處標的是 LL 向上的射線與 MM 向右的射線所夾的角,×\times 在交點右邊;但在 NN 處,弧是從 NN 向左的射線掃上來的,×\times 落在 LL 上,標的是 LL 向上的射線與 NN 向左的射線所夾的角。一個在 LL 的右側、一個在 LL 的左側,既不是同位角也不是內錯角。設 MMLL 向上射線夾 α\alphaNNLL 向上射線夾 β\beta,(C) 的條件其實是 α=180β\alpha=180^{\circ}-\beta,只有在 α=β=90\alpha=\beta=90^{\circ} 時才碰巧平行,一般情況推不出平行。故選 (C)。
答案
(C)

關鍵觀念:#尺規作圖 #平行線判定

常見卡點
判斷尺規作圖能不能保證平行,不能看「圖畫得像不像平行」——四張圖的 MMNN 都畫成水平線,看起來全都平行。真正要看的是弧與 ×\times 標在哪兩條射線之間:兩處記號必須構成同位角或內錯角才算數。(C) 兩處的開口方向左右相反,只保證兩角互補位置上相等,推不到平行。養成習慣:先用手指把 ×\times 所在的那兩條射線指出來,再判斷這對角是哪一種。

還是卡住嗎?

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