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114學年鷺江國中第2次段考數學 第24題 詳解

圓弧切線求三角形面積 · 填充 · 題目出處:114 學年度第 1 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(十四),在 ABC\triangle ABC 中,DD 點在 AC\overline{AC} 上。今以 CC 點為圓心,CD\overline{CD} 為半徑畫弧,此弧與 AB\overline{AB} 相切於 EE 點。若 AD=2\overline{AD}=2DC=3\overline{DC}=3,則 ADE\triangle ADE 面積=___(I)___ (2-1)
三角形ABC:B在頂端、C在左下、A在右下;D在底邊CA上靠A側;E在邊AB上。圖中另畫出實線段ED,以及一段虛線弧:由B附近(AB邊內側)經E向下彎到D,即以C為圓心、CD為半徑畫的弧,與AB相切於E。
圖(十四)

答案125\dfrac{12}{5}(或 2.42.4看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    切線給出半徑與垂直

    這段弧是以 CC 為圓心、CD\overline{CD} 為半徑畫的,而它和 AB\overline{AB} 相切於 EE。所以 CE\overline{CE} 也是這個圓的半徑,CE=CD=3\overline{CE}=\overline{CD}=3;又半徑垂直切線,所以 CEAB\overline{CE}\perp\overline{AB}
  2. 2

    求出 AC 與 AE

    DDAC\overline{AC} 上,所以 AC=AD+DC=2+3=5\overline{AC}=\overline{AD}+\overline{DC}=2+3=5。在直角三角形 AECAEC 中(直角在 EE),由畢氏定理 AE=AC2CE2=5232=16=4\overline{AE}=\sqrt{\overline{AC}^2-\overline{CE}^2}=\sqrt{5^2-3^2}=\sqrt{16}=4
  3. 3

    先算大三角形的面積

    ACE\triangle ACE 的直角在 EE,兩股是 AE=4\overline{AE}=4CE=3\overline{CE}=3,所以面積 =12×4×3=6=\dfrac{1}{2}\times 4\times 3=6
  4. 4

    等高就用底邊比

    ADE\triangle ADEACE\triangle ACE 有共同的頂點 EE,底邊 AD\overline{AD}AC\overline{AC} 又落在同一條直線上,所以從 EE 量下來的高是同一條,兩者是等高三角形,面積比就等於底邊比:AD:AC=2:5\overline{AD}:\overline{AC}=2:5
  5. 5

    算出所求面積

    ADE\triangle ADE 面積 =ACE=\triangle ACE 面積 ×25=6×25=125\times\dfrac{2}{5}=6\times\dfrac{2}{5}=\dfrac{12}{5}
答案
125\dfrac{12}{5}(或 2.42.4

關鍵觀念:#切線 #相似三角形 #三角形面積

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常見卡點
看到兩個共用一個角的三角形,很多人反射性地用相似三角形去做,把面積比寫成 22:52=4:252^2:5^2=4:25,算出 6×425=24256\times\dfrac{4}{25}=\dfrac{24}{25}。但 ADE\triangle ADEACE\triangle ACE 並不相似,它們只是「同高不同底」——頂點都是 EE,底邊都躺在直線 ACAC 上。先判斷是相似還是等高:相似才把邊長比平方,等高就直接用底邊比,不要多平方一次。

還是卡住嗎?

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