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113學年鷺江國中第3次段考數學 第22題 詳解

方格紙外心求邊長 · 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
右圖的方格紙中,每個方格的邊長為 11AAOO 兩點皆在格線的交點上。今在此方格紙格線的交點上另外找兩點 BBCC,使得 ABC\triangle ABC 的外心為 OO,求 AB\overline{AB} 的長度為何?
(A) 2220\sqrt{20}
(B) 228\sqrt{8}
(C) 8\sqrt{8}20\sqrt{20}
(D) 20\sqrt{20}【會112】
方格紙共7欄4列小方格,每格邊長為1;以方格紙左下角格線交點為原點,向右為x正方向、向上為y正方向:O點位於方格紙最底邊上、左邊數來第3條直線與底邊的交點(即左邊2格、底邊0格);A點位於由下往上第4條橫線、左邊數來第4條直線的交點(即左邊3格、由下往上3格)。

答案(B)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先讀出兩點的坐標

    把方格紙左下角的格線交點當原點,每格長 11、向右為 xx 正向、向上為 yy 正向。OO 在最底邊、往右數 22 格的地方,記為 O(2,0)O(2,0)AA 在往右 33 格、往上 33 格的交點,記為 A(3,3)A(3,3)
  2. 2

    求出外接圓半徑

    OOABC\triangle ABC 的外心,代表 OA=OB=OC\overline{OA}=\overline{OB}=\overline{OC},三段都是外接圓半徑。由畢氏定理,OA=(32)2+(30)2=1+9=10\overline{OA}=\sqrt{(3-2)^2+(3-0)^2}=\sqrt{1+9}=\sqrt{10}
  3. 3

    找出圓上其他的格線交點

    BBCC 也要落在格線交點上、且到 OO 的距離是 10\sqrt{10}。因為 10=12+32=32+1210 = 1^2+3^2 = 3^2+1^2,從 O(2,0)O(2,0) 出發的位移只可能是「橫 1133」或「橫 3311」。方格紙只有 77 格寬、44 格高,逐一檢查這些位移後,留在紙上的交點只有 (3,3)(3,3)(就是 AA)、(1,3)(1,3)(5,1)(5,1)
  4. 4

    算出 AB 的兩種可能

    除了 AA 以外只剩兩個點,BB 只能是其中之一。若 B(1,3)B(1,3)AB=(31)2+(33)2=4=2\overline{AB}=\sqrt{(3-1)^2+(3-3)^2}=\sqrt{4}=2;若 B(5,1)B(5,1)AB=(53)2+(13)2=4+4=8\overline{AB}=\sqrt{(5-3)^2+(1-3)^2}=\sqrt{4+4}=\sqrt{8}。所以 AB=2\overline{AB}=28\sqrt{8},故選 (B)。
答案
(B)

關鍵觀念:#外心 #坐標幾何 #方格紙

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常見卡點
選項裡的 20\sqrt{20} 其實是那兩個點 (1,3)(1,3)(5,1)(5,1) 之間的距離,也就是 BC\overline{BC},不是 AB\overline{AB}。把三個點都找出來之後,一定要回頭看清楚題目問的是哪一段。另外外心的用法要抓準:它不是「中點」而是「到三頂點等距」的點,所以第一步就是量出 OA=10\overline{OA}=\sqrt{10},再去找格線交點上還有哪些點到 OO 的距離也是 10\sqrt{10}

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