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114學年鷺江國中第1次段考數學 第25題 詳解

兩拋物線頂點距離求解 · 單選 · 題目出處:114 學年度第 2 學期第 1 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
如右圖,坐標平面上有兩個二次函數的圖形,其頂點 PPQQ 皆在 xx 軸上,且有一水平線與兩圖形相交於 AABBCCDD 四點,各點位置如圖所示。若 AB=10\overline{AB}=10BC=5\overline{BC}=5CD=6\overline{CD}=6,則 PQ\overline{PQ} 的長度為何?(112 會考)(A) 8 (B) 9 (C) 10 (D) 11
坐標平面上兩條開口向下的拋物線,頂點P(左)、Q(右)都恰好落在x軸上(x軸是圖中上方那條帶箭頭的水平線;y軸是鉛垂線,與x軸的交點在Q的右側)。x軸下方另有一條水平線,由左至右與兩條拋物線交於A、B、C、D四點。A與C在同一條拋物線上(頂點為P的左側拋物線),B與D在同一條拋物線上(頂點為Q的右側拋物線);兩條拋物線在B與C之間互相交叉,所以四個交點沿水平線的順序才會是A、B、C、D。

答案(A)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先看清楚哪兩點在同一條拋物線上

    這是整題的關鍵。左邊那條拋物線的頂點是 PP,它從 AA 一路上升到 PP 再下降,與那條水平線的另一個交點是 CC;右邊那條拋物線的頂點是 QQ,它從 BB 上升到 QQ 再下降,另一個交點是 DD。兩條拋物線在 BBCC 之間交叉,四個點的左右順序才會排成 AABBCCDD。所以配對是:AACC 同一條,BBDD 同一條。
  2. 2

    給四個點標上坐標

    因為 AABBCCDD 都在同一條水平線上,只要比較左右位置就好。設 AA 的位置是 00,由 AB=10\overline{AB}=10BB1010;由 BC=5\overline{BC}=5CC10+5=1510+5=15;由 CD=6\overline{CD}=6DD15+6=2115+6=21
  3. 3

    用對稱性求兩個頂點的位置

    拋物線對稱於通過頂點的鉛垂線,所以同一條水平線上的兩個交點到對稱軸的距離相等,對稱軸就落在這兩點的正中間。左邊拋物線通過 A(0)A(0)C(15)C(15),頂點 PP 的位置是 0+152=7.5\frac{0+15}{2}=7.5;右邊拋物線通過 B(10)B(10)D(21)D(21),頂點 QQ 的位置是 10+212=15.5\frac{10+21}{2}=15.5
  4. 4

    算出 PQ\overline{PQ}

    PPQQ 都落在 xx 軸上,所以 PQ\overline{PQ} 是一段水平線段,長度等於兩個位置相減:15.57.5=815.5-7.5=8。故選 (A)。
答案
(A)

關鍵觀念:#二次函數 #拋物線 #線段長

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常見卡點
最大的陷阱在第一步的配對。很多人看到 AABBCCDD 由左到右排好,就直覺把 AABB 當成左邊拋物線的兩個交點、CCDD 當成右邊的,算出頂點在 5 與 18、PQ=13\overline{PQ}=13,這個數字不在選項裡。第二個常見錯是以為兩條拋物線一模一樣,於是把 PQ\overline{PQ} 當成 AB=10\overline{AB}=10 而誤選 (C);但 AB=10\overline{AB}=10CD=6\overline{CD}=6 並不相等,兩條拋物線的胖瘦其實不同。畫圖時沿著曲線從頂點兩側滑下去,就看得出誰跟誰同一條。

還是卡住嗎?

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