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113學年鷺江國中第3次段考數學 第17題 詳解

垂直平分線與角平分線推論 · 單選 · 題目出處:113 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
如右圖,ABC\triangle ABC 中,AB\overline{AB}AC\overline{AC} 不相等,直線 L1L_1AB\overline{AB} 的垂直平分線,與 AB\overline{AB} 交於 RRAQ\overrightarrow{AQ}BAC\angle BAC 的平分線且交 L1L_1PP,交 BC\overline{BC}QQ 點,若 PSAC\overline{PS}\perp\overline{AC}SS,則下列三個推論何者正確?
(甲) AP=BP\overline{AP}=\overline{BP} (乙) BP=CP\overline{BP}=\overline{CP} (丙) PR=PS\overline{PR}=\overline{PS}
(A) 甲乙
(B) 甲丙
(C) 乙丙
(D) 甲
三角形ABC,A在頂角、B左下、C右下;粗線L1從三角形左側外部進入,與AB邊交於R點,向右下延伸後在三角形內部終止(不穿出BC);另有一條由A出發的射線AQ,穿過BC邊上的Q點後向下伸出三角形外一小段;L1與射線AQ相交於P點(P在三角形內部);另畫有線段BP與線段PS(S在AC邊上),BP與PS不共線。

答案(B)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    甲:用中垂線的性質

    L1L_1AB\overline{AB} 的垂直平分線,而中垂線上任一點到線段兩端點的距離相等。PPL1L_1 上,所以 AP=BP\overline{AP}=\overline{BP},(甲) 成立。
  2. 2

    丙:用角平分線的性質

    角平分線上任一點到角的兩邊距離相等。PPBAC\angle BAC 的平分線上;又 L1ABL_1\perp\overline{AB} 且交於 RR,所以 PR\overline{PR} 就是 PPAB\overline{AB} 的距離,而 PSAC\overline{PS}\perp\overline{AC}SSPS\overline{PS}PPAC\overline{AC} 的距離。兩段距離相等,PR=PS\overline{PR}=\overline{PS},(丙) 成立。
  3. 3

    乙:先看有沒有根據

    要得到 BP=CP\overline{BP}=\overline{CP}PP 必須落在 BC\overline{BC} 的垂直平分線上。但題目只說 PPAB\overline{AB} 的中垂線與 BAC\angle BAC 的平分線上,完全沒有條件保證它同時落在 BC\overline{BC} 的中垂線上。
  4. 4

    乙:舉個數字反例

    BAC=90°\angle BAC=90°AB=4\overline{AB}=4AC=3\overline{AC}=3,把 AA 放在原點、BB(4,0)(4,0)CC(0,3)(0,3)BAC\angle BAC 的平分線是直線 y=xy=xAB\overline{AB} 的中垂線是直線 x=2x=2,兩者交於 P(2,2)P(2,2)。此時 AP=BP=22+22=8\overline{AP}=\overline{BP}=\sqrt{2^2+2^2}=\sqrt{8},但 CP=22+12=5\overline{CP}=\sqrt{2^2+1^2}=\sqrt{5}BP\overline{BP}CP\overline{CP} 並不相等,(乙) 不成立。
  5. 5

    下結論

    (甲) 與 (丙) 都成立、(乙) 不成立,所以三個推論中成立的是甲、丙,故選 (B)。
答案
(B)

關鍵觀念:#垂直平分線 #角平分線 #全等三角形

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常見卡點
陷阱在 (乙)。PP 同時在「AB\overline{AB} 的中垂線」和「BAC\angle BAC 的平分線」上,會讓人誤以為它就是外心或內心,於是把 BP=CP\overline{BP}=\overline{CP} 也一起收下。請分清楚:中垂線只保證到「那條線段的兩個端點」等距,所以只能得到 AP=BP\overline{AP}=\overline{BP};角平分線只保證到「那個角的兩邊」等距,所以只能得到 PR=PS\overline{PR}=\overline{PS}

還是卡住嗎?

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