第三單元 平面座標與直線的斜率

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1 第二十六單元 向量的應用 ( 甲 ) 分點公式與共線的條件 (1) 本節所要使用的基本知識 : (a) 向量的加減法 係數積 加減法 分解 ( 可用任意點作分解 ) =O+O ( 加法分解 ) =O O ( 減法分解 ) 係數積 平行與三點共線平行 :=r // (b) 向量的內積 : 夾角與內積 : a. b = a b cosθ 長度與內積 : a 2 = a. a 垂直與內積 : a b a. b =0 (2) 分點公式 : 為了解決平面幾何上共線的問題, 我們進一步去探討當 P 三點共線時, 如何利用向量來描述這個情形? 例題 : O 設線段 上有一點 P 且滿足 P: P =3:5, 若 OP =xo+yo, 其中 O 為任意點, 求 x,y 的值 [ 解法一 ]: 因為 P: P =3:5, 所以 P = 3 8 OP =O+ P =O+ 3 8 =O+3 8 (O+O) P =O 3 8 O+3 8 O=(1 3 8 )O+3 8 O = 5 8 O+3 8 O 因為 OP = 5 8 O+3 8 O, 所以 x= 5 8,y=3 8 3 / 5 O 3 / 5 [ 解法二 ]: 如右圖, 過 P 分別做 O O 的平行線, 交 3 P 5 ~26 1~

2 O O / / 於, 根據向量加法的定義 OP =O / +O / 因為 P: P =3:5 所以 O / : O=5:3, O / : O=3:5 故 O / = 5 8 O,O/ = 3 8 O 因此可得 OP =O / +O / = 5 8 O+3 8 O, 所以 x= 5 8,y=3 8 利用例題的方法, 我們可以導出一般的情形 : 分點公式 : 設點 P 在線段 上, 且 P:P=m:n, 則對任一點 O n 恆有 OP = m+n O+ m m+n O [ 證明 ]: 設 O 為任意點, 若線段 上有一點 P 且滿足 P: P =m:n, 則 OP =O+ P =O+ m m+n =O+ m m+n (O+O) =O m m+n O+ m m+n O / O / =(1 m m+n )O+ m m+n O = n m+n O+ m m+n O P 討論 : (a) 分點公式中 O 為任意點, 如令 O=, 則 P= m m+n, 這也是一個很好用的分點公式 (b) 根據上面的圖形, 可知 OP=O / +O / = n m+n O+ m m+n O (c) 根據係數積的定義, //P, 故 P=t, 且 ~26 2~ P m = m+n,

3 與 P 同向, 故可知 P= m m+n 線段上的三點, 知道其線段長度比, 彼此形成的向量就可以互相表示 (3) 三點共線 : 設,,P 三點共線的充要條件為能找到二數 α,β, 而且 α+β=1, 使得 OP=αO+βO 成立 [ 證明 ]: ( ) 因為,,P 三點共線, 所以可找到一個實數 t, 使得 P=t O+ OP=t(O+O) OP=(1 t)o+to 因此取 α=1 t,β=t,α+β=1 OP=α O+β O ( ) 因為 α+β=1, OP=α O+β O 所以 OP=α O+β O =(1 β) O+β O O+ OP=β(O+O) P=β,,P 三點共線 討論 : 設 P 點在 上, 根據 (2) 的結論, 可找到 α,β 使得 OP =α O+(1 α)o 0 α 1, 則 P 在線段 上 α>1, 則 P α>1 0 α 1 α<0, 則 P α<0 α=0, 則 P=,α=1, 則 P= [ 例題 1] 直線 上有一點 P, 滿足 P:P=3:2,O 為任一點, 若 OP =x O+y O, 則請問數對 (x,y)=?ns:(x,y)=( 2 5,3 5 ) 或 ( 2,3) ~26 3~

4 [ 例題 2] ( 分點公式與長度 ) 設 中, =6, =4, =60, 在 上, 且 = 1 3, 則 =? ns: [ 例題 3] ( 分點公式與三點共線 ) 設 中有一點 P, 且滿足 5 P =+2, 設直線 P 與 交於 點, 請求出下列二小題 : (1) =? (2) P =? ns:(1)2 (2) 4 15 P ~26 4~

5 [ 例題 4] ( 分點公式與線段比例 ) 林信安老師編寫 中, 是 中點,E 點在 上, 且 E: E=2:1, 與 E 交於 P, (1) 設 P =x +y, 求 x,y (2) 求 P:PE (3) 求 P:P ns:(1)x= 1 4,y=1 2 (2)3:1 (3)1:1 E P ( 練習 1) 設點 P 在直線 上, 且 ĀP: Ā=4:11, 若 P=γ P, 則 γ= ns: 或 15 ( 練習 2) 若 三點共線, 且 5O=(2t 1)O +(3t 4)O, 求實數 t 的值 ns:t=2 3 ( 練習 3) 中, 在 上且 = 2,E E 2 在 上且 = E 5, 已知 P 為 E 與 的交點, 且 P=x+y, 求 P (1)x,y 之值 (2) 之值 ns:(1)x= 15 PE 29,y= 4 29 (2) ( 練習 4) O,, 三點不共線,P 點在直線 上, 但不在線段 上, 且 P: P =5:2, 設 OP= x O+y O, 求 x,y ns:x= 2 3,y=5 3 ( 練習 5) 中, =60, =b, =c, 點在 上, 且 之長 ( 以 b,c 表之 )ns: 1 3 b2 +4c 2 +2bc 1 = 3, 求 ( 練習 6) 設 O,, 三點不共線, 若 O=4O,O=5O, 令 與 交於一點 E, ~26 5~

6 若 OE= x O+y O, 求 x,y ns:x= , y= 19 林信安老師編寫 ( 乙 ) 向量與三角形的心 (1) 三角形的重心與內心 : 使用的技巧, 最主要是分點公式 (a) 若 中,G 為 的重心,O 為任何一點, 則 (1 )OG = 1 3 (O+O+O) (2 ) 令 O=, 代入 (1 ) 可得 G= 1 3 (+) (3 ) 令 O=G, 代入 (1 ) 可得 G+G+G= 0 [ 例題 5] ( 向量與重心 ) 中,O 為任意點 (1) 若 G 為 的重心, 試證 :OG = 1 3 (O+O+O) (2) 證明 : G= 1 3 (+) G (3) 試證 :G 為 的重心 G+G+G= 0 (b) 若 中, 三邊 之長分別為 c,a,b,i 為 之內心, O 為任何一點, 則 a (1 ) OI = a+b+c O+ b a+b+c O+ c a+b+c O ~26 6~

7 (2 ) 令 O=, 則 I = b a+b+c + c a+b+c 林信安老師編寫 (3 ) 令 O=I, 則 a I +b I +c I = 0 [ 例題 6] ( 向量與內心 ) 若 中, 三邊 之長分別為 c,a,b,i 為 之內心, a O 為任何一點, 則 OI = a+b+c O+ b a+b+c O+ c a+b+c O G [ 例題 7] 設 P 為 內部一點, 若 3 P +4 P +5 P = 0, 則 P: P: P=5:3:4 ~26 7~

8 ( 練習 7) 試證 :G+G+G= 0 G 為 的重心 [ 提示 : 令 為 上的中點, 因為 G+G= G,G+G =2G 所以 G =2G G 三點共線 ] ( 練習 8) 設 P 為 內部一點, 試證若 l P+m P +n P = 0, 則 P: P: P= l : m : n [ 例題 8] ( 向量與外心 ) 中,O 為 外心, 設 =4, =6 2, =8, 則 (1). =,(2).O =, (3) 若 O=x+y, 則 x=?y=? ns:(1)4 (2)8 (3)x= 8 21,y=10 21 O [ 例題 9] ( 向量與垂心 ) 中, =4, =6, =2 7,H 為 之垂心, (1) 試證 :H.= H.=. (2) 若 H=x+y, 則 x=?y=? ns:(2)x= 2 9, y=1 9 H ~26 8~

9 ( 練習 9) 設 E 為 的外心,H 為 的垂心, 且 =4, =5, =6, (1) 若 E=α+β, 求 α β 之值 ns:α= 4 35,β=16 35 (2) 若 H=x +y, 求 x,y 之值 ns:x= 27 35,y= 3 35 ( 練習 10) 中, =4, =3, =60,H 於 H, 且 H=x+y, 求 x,y 之值 ns:x= 3 13,y=10 13 ( 丙 ) 向量方法證明幾何問題 H (1) 基本認識利用已學過的向量的加法 減法 係數積與內積運算, 來求證平面幾何問題, 重要原理說明如下 : (a) 向量的加減法 係數積 加減法 分解 ( 可用任意點作分解 ) =O+O ( 加法分解 ) =O O ( 減法分解 ) 係數積 平行與三點共線平行 :=r // (b) 向量的內積 : 夾角與內積 : a. b = a b cosθ 長度與內積 : a 2 = a. a 垂直與內積 : a b a. b =0 (2) 幾何問題可以使用向量證明的重要題 三角形兩邊中點連線定理 平行四邊形的對角線互相平分 平行四邊形定理 =2( ) 共點問題 三角形之高交於一點 三中線交於一點 ~26 9~

10 以上是向量在幾何應用的幾個典型的例子, 它藉著圖形的位置關係, 利用向量及基本代數運算, 做為證明幾何性質的工具, 在證明過程中, 在證明過程中, 極少需要輔助線 這是綜合幾何證明最困擾之處, 也是向量證題的最大特點 [ 例題 10] 設,E 分別是 二邊, 的中點, 求證 : E // 1 且 E = 2 [ 例題 11] 設 是一個平行四邊形, 試證 : =2( ) [ 例題 12] H 為 平面上一點, 求證若 H,H, 則 H ( 即證 之三高交於一點 ) H ~26 10~

11 ( 練習 11) (1) 設 的兩中線 E F 相交於 G 點, 試求 G:E=? (2) 根據 (1) 的結果, 試證 : 三角形三邊的中線交於一點 ns:2:1 [ 提示 : 設 的三中線為 E F, 設 與 E 交於 G, 與 F 交於 G /, 由 (1) 之結果可以證明 G:E =G / :E ] ( 練習 12) 梯形 中, 設 E F 分別為 的中點, 求證 : EF = 1 2 ( + ) ( 練習 13) 設 E F 為 的三中線, 試證 :+ E+ F = 0 ( 練習 14) 四邊形 中, =, =, 證明對角線 與 互相垂直 ( 提 示 : 設 的中點 E, 證明 E E 都與 垂直, 因此.=0) 綜合練習 (1) 設 為坐標平面上一三角形,P 為平面上一點且 P = , P 面積則等於 面積 () 1 5 () 1 4 () 2 5 () 1 2 (E) 2 3 (92 學科能力測驗 ) (2) 坐標平面上有一 與一點, 若 7=8+6, 面積請求出 =? (92 台北區指定考科乙模擬考 3) 面積 (3) 設 為平面上的一個三角形,P 為平面上一點且 P = t, 其中 t 為 一實數 試問下列哪一個選項為 t 的最大範圍, 使得 P 落在 的內部? ()0<t< 1 4 ()0<t<1 3 ()0<t<1 2 ()0<t<2 3 (E)0<t<3 4 (93 學科能力測驗 ) ~26 11~

12 (4) 右圖中 是平行四邊形, 且 G= 1 2 b =, 請利用 a 與 b 之係數積來表示 EF GF 林信安老師編寫, E= 1 3, F= 3 4, 設 a =, F E G (5) 在 中, 在 上,:=3:2,P 在 上, P:P=1:2, 設 OP =l O+m O+n O ( 其中 O 為任一點 ), 求 l,m,n 之值 (6) O P 為平面上相異四點, 下列那些情形會使得 P 點在直線 上? () P +3= 0 () OP = 2 5 O+3 5 O ()4O+3O=12 OP ()5 OP =7O 2O (E)P += P (7) 平行四邊形 中,E 為 上一點, 且 E = 2E,F 為 上一點且 F =3 F, 若 E 與 F 交於點 P, 且 P =x+y, 則 (a)(x,y)=? (b)p:pf=? (8) 中, =5, =6, =7,I 是 的內心 ( 三內角平分線的交點 ), (a) 求分角線 T 的長, 其中 T 在 上 (b) 設 I =x+y, 求 x,y (9) 設 K 為 內部之一點, 使得 K: K = 3:4, 而射線 K 交 於, 若 =x+y, 則 x =,y = (10) 如右圖, 平行四邊形 中, P = P, Q=2 Q, 若 PQ =x+y, 則數對 (x,y)= (11) 在 的三邊 上分別取 E F 三點, 使得 =4, E =2E, F =2 F 設 G 為 EF 的重心,G=α+β, 則 α=?β=? (12) 設 G 為 之重心,P 為 G 之中點, 若 P =x +y G, 試求實數 x,y 的值 ~26 12~

13 (13) O 中, O=2, O=3, =4, 令 O= a,o = b, 則 (a) a. b 之值為何? (b) 自頂點 O 作邊 之垂線, 令垂足為 H, 則 OH=α a +β b, 求 α β 之值 (14) 設 P 為 內一點滿足 2+=2(2 P + P ), 求 P: P: P=? (15) 若梯形, = 2,M 在 上使得 M= 3M, 若 M= x+ y, 則 x =,y = (16) 如圖, 在平行四邊形 中, =4, =1, = 3,, =120, 試求邊 =? (17) 試證 : a b 的充要條件為 a + b 2 = a 2 + b 2 ( 回想畢氏定理與其逆定理 ) (18) 試用向量的觀點證明 : 半圓內之圓周角為一直角 (19) 證明 : 平行四邊形之對角線互相垂直 該平行四邊形為一菱形 (20) 設 為 中, 上的中線, 試證 : = 進階問題 (21) 設 為正四面體, 證明 : 與 垂直 (22) 所在的平面上, 設 是 上的一點, 且 =λ,o 是直線 上任一 點, 且 O=k, 過 O 作一直線交直線 於 M N, 且 =mm,=nn, 試證 : m 1+λ + nλ 1+λ = 1 k (23) 中, 若.=. =., 試證 為一正三角形 (24) 設 G 為 的重心, 過 G 做一直線 L 交 於 P Q, 其中 P Q 分別 異於 點, 求 P + Q =? (25) 四邊形, 若 4+5=6, 則 : =? (26) 同一平面上, 兩個三角形 PQR, 若下列三式同時滿足 : P + P + P =,Q+Q+Q =,R+R+R= ~26 13~

14 (a) 試證三頂點 P Q R 分別在 邊上 (b) 求 : PQR=? (27) 直角 中, 斜邊上的高為, 令 =c, =a, =b, 若 =x +y, 則實數對 (x,y)=? 用 b,c 表示 (28) 如右圖, 中,,E,F 分別為三邊之三等分點, 若, E, F 兩兩分別交於 P,Q,R, 則 (a) P =x+y, 數對 (x,y)=, (b) PQR 和 面積比為 (29) 如圖, 在平行四邊形 兩邊 向外分別作正方形 NM PQ 求證 : QN P Q (30) 設 之外心為 O, 垂心為 H, 重心為 G, (a) 試證 :O+O+O=OH (b) 證明 :G H O 三點共線, 且 OG:GH=1:2 N G O M H M 綜合練習解答 (1) () (2) 6 7 (3) () (4) EF = 3 4 a +2 3 b, GF= 1 4 a + b (5) l= 2 3,m= 2 15,n=1 5 (6) ()()() ~26 14~

15 (7) (a) ( 1 2,1 3 ) (b)2:1 (8) (a) (9) ( 3 7,4 7 ) (b)x= 7 18,y= 5 18 (10) (x,y)=( 7 6, 2 3 ) (11) α= 17 45,β= 8 45 [ 提示 : G= 1 3 (+ E+ F ), 1 再利用題目的條件, 將 3 (+E+ F) 化 成與 關的線性組合 ] (12) x= 1 4,y= 1 4 (13) (a) 3 2 (b)α= 21 32,β=11 32 [ 提示 :(b)oh 且 = b a, 所以 OH. =(α a +β b ) ( b a )= 11 2 α β=0 11α 21β=0, 又因為 α+β=1, 可解得 α β 之值 ] (14) 1:3:2 [ 提示 : 利用例題 7 的結果 ] (15) x= 5 8,y=3 4 (16) 2 3[ 提示 : 可將 寫成 ++, 再求 2 ] (17) 提示 : a + b 2 = a 2 + b 2 a. b =0 (18) 如圖, 證明. =(O+O)(O+O)=0 O O (19) 如圖,. =0 (+)( )=0 = (20). =.( )=.. =0 (21) [ 提示 : = 1 2 (+), 2 =( )( ) 利用內積的定義計算 ] (22) [ 提示 : 因為 M O N, 故可設 O=xM+y N, 且 x+y=1, 又 =λ, 故 = 1 1+λ + λ 1+λ = m nλ M+ 1+λ 1+λ N, 又 O=k, 可得證 ] (23) [ 提示 :0=..= ( )=( ) (+)] (24) P 3 [ 提示 : 令 =m,q =n, 因為 G= 1 3 (+)=1 3 ( 1 m P+1 n Q), 因 ~26 15~

16 為 P G Q 三點共線, 1 3m + 1 3n =1 1 m +1 n =3] 林信安老師編寫 (25) 5:4[ 提示 : 設 與 相交於 O, 令 O=t O=( 2 3 t) +(5 6 t) 因為 O 共線 t= 2 3 O= ] (26) (b)3:1 [ 提示 :(a) 由滿足的條件, 可求得 P=2 P,Q=2Q,R =2R ] (27) b 2 x= b 2 +c 2 y= c 2 b 2 +c 2 [ 提示 : 求.,. ] (28) ( 7 4, 7 1 );1:7 (29) [ 詳解 ].QN=(+).(Q+N)=. N +.Q ( 因為 Q, N) =.N+.Q.N= N cos N.Q= Q cos Q 又因為 N= Q cos N=cos Q.QN=.N +.Q=0 (30) 提示 : (a) 如圖, 因為 H 與 均與 垂直, 故 H// 同理 // H, 因此 H 為平行四邊形 H= =2. OM H= 2OM OM= 1 2 (O+O) H=O+O OH O=O+O O+O+O=OH (b) O+O+O=OH (OG+G)+(OG+G)+(OG+G)=OG+GH 2OG=GH H G O M ~26 16~

17 補充教材 斜坐標的介紹與應用 (1) 坐標的意義 : 一維的情形 : 給定一直線 L, 取其上一點 O, 再取不同於 O 點的 E, 設 e =OE, 則對於 L 上任意點 P, OP 均與 OE 平行, 即存在一個實數 x, 使得 OP =x e 我們稱 S {O; e } 為 L 上的一個坐標系, 而 x 稱為 P 點相關於 S 的坐標 簡記為 S 坐標, 其中 O 點稱為這個座標的基準點 ( 原點 ), 而 e 稱為 S 的基底 二維的情形 : 給定平面上一個定點 O 與兩個不平行的向量 e 1 e 2, 平面上任意點 P, 可以找到實數 x,y 滿足 OP =x e 1 +y e 2, 我們稱 S {O; e 1, e 2 } 為平面上的一個坐標系, 而 (x,y) 稱為 P 點相關於 S 的坐標 簡記為 S 坐標, 其中 O 點稱為這個座標的基準點 ( 原點 ), 而 e 1, e 2 稱為 S 的基底 e 2 P x e 1 + y e 2 y e 2 e 1 x e 1 O [ 討論 ]: 點 P 對於 S 坐標系的坐標 (x,y) 是否唯一? [ 討論 ]: 根據坐標系的定義, 我們熟悉的座標系 e 1 e 2 應該如何取? ~26 17~

18 我們熟悉的直角坐標, 座標系 e 1 e 2 可取為兩個長度為 1, 且互相平行的兩個向量 例如 : e 1 可取成 (1,0), e 2 可取成 (0,1) 例如 : 設 e 1 =(2,1), e 2 =(1,2),O(0,0), 若 OP =2 e 1 +3 e 2, 則我們稱 P 點相關於 S 的坐標為 (2,3) 例如 : 直角坐標系 : 在平面上選定一個基準點 O 及一組互相垂直且長度等於 1 的向量 i j, 當作基底, 這樣構成的坐標系稱為直角坐標系 通過 O 點且包含 i 的直線定為 x 軸, 通過 O 點且包含 j 的直線定為 y 軸 [ 問題 ]: 設 i =O, j =O, 請問 的坐標如何表示? [ 問題 ]: 在此直角坐標系下, OP i j 如何用坐標來表示? 例如 : 在 中, E F 分別在 上, 且 :=2:1, E:E=1:1,F:F=1:4 若取基準點為, e 1 =, e 2 =, 請問 : E F 在坐標系 {; e 1, e 2 } 的坐標為何? ns:(0,1),(0,0),(1,0),( 2 3,0),E(1 2,1 2 ),F(0,4 5 ) [ 解法 ]: 根據坐標的意義, F 可得 (0,1),(0,0),(1,0),( 2 3,0),E(1 2,1 2 ),F(0,4 5 ) E ~26 18~

19 [ 例題 1] 設 P 點落在直線 上,O 點在直線 外, 現在以 O 為原點,O O 為基底, 設 P 點相關於坐標 {O;O O} 的坐標為 (x,y), 請求出直線 的方程式 ns:x+y=1 [ 解法 ]: 因為 OP =x O+y O, 且 P 點在直線 上 x+y=1 所以直線 的方程式為 x+y=1 [ 例題 2] 設 P 點落在線段 上, 且 P: P=m:n,O 點在直線 外, 現在以 O 為原點, O O 為基底, 在坐標 {O;O O} 上, 設 P 點的坐標為 (x,y), 請問 (x,y)=? ns:( n m+n, m m+n ) [ 解法 ]: 根據分點公式, 可得 OP = n m+n O+ m m+n O 所以 P 點在關於坐標系 {O;O O} 下的坐標為 ( n m+n, m m+n ) [ 例題 3] 在坐標 {O;O O} 上, 兩點的坐標為 ( 1,2) (3,4), 請問直線 的方程式為何? [ 解法 ]: 設 P(x,y) 為直線 上的任一點依坐標的意義 : O=( 1)O+2O,O=3O+4O, OP =xo+yo 因為 P 點在直線 上, 所以 P // 而 P =(x+1)o+(y 2)O,=4O+2O x+1 4 =y y 2=[ 3 ( 1) ] (x+1) y 2= 1 2 (x+1) ( 1,2) P(x,y) (3,4) 這樣的做法跟直坐標系的結果完全一致 1 只是 2 不能解釋成直線 的斜率 O ~26 19~

20 [ 例題 4] 中, 是 中點,E 點在 上, 且 E: E=2:1, 與 E 交於 P, 設 P =x +y, 求數對 (x,y)=? ns:( 1 4,1 2 ) [ 解答 ]: 考慮坐標系 {;,}, 因為 P =x +y, 所以 P 點坐標為 (x,y) E P 所以 (0,0) (1,0) (0,1) ( 1 2,0) E(0,2 3 ) 算出直線 E 的方程式 : E:2x+3y=2,:2x+y=2 因此 P 點的坐標為 ( 1 4,1 2 ) [ 例題 5] 設 P 點落在 所在的平面中, 且滿足 P =s +t, 請依下列 s,t 的條件, 求出 P 點所形成的圖形 (1)t=0, 1 s 2 (2)s+t=2 (3)0 s 1,0 t 1 (4) 1<s+t<2 [ 解法 ]: [ 向量的觀點 ]: (1)t=0 P =s, s= 1, P = =,s=2, P =2=E 因為 1 s 2, 所以 P 點形成的圖形是 E E P E (2) 因為 s+t=2 s 2 + t 2 =1, P =s +t P =s 2 (2)+t 2 (2) 令 2=,2=E P = s 2 ()+t 2 (E) s 且 2 + t 2 =1 根據三點共線的條件可知 P 點會在直線 E 上 因此 P 點所形成的圖形為 E 直線 I E F E P F H ~26 20~ G

21 (3) 設 s=k, P =k +t k == E, 此時因為 0 t 1 所以 P 在 E 上移動, 而另一方面, k 在 0 與 1 之間變動, 那麼 會在 間移動, 因此 P 點會形成的圖形為平行四邊形與其內部 (4) (a) 令 k=s+t(k 0, 1<k<2) 林信安老師編寫 P = s k (k)+t k (k), 令 k=,k=e,s / = s k,t/ = t k P =s / +t / E,s / +t / =1 因此 P 點會在直線 E 上移動, (b) 當 k=0 時, P =s s =s, P 點形成的圖形為過 點與 平行的直線 (c) 設 = F, =G,2=H,2= I 當 k 在 1 到 2 之間變化 (k 0) 時, 那麼 由 F 變化到 H,E 由 G 變化到 I 且保持 E // 因此 P 點形成一個帶狀區域 [ 斜坐標的觀點 ]: 考慮坐標系 {;,}, 因為 P =s +t, 所以 P 點坐標為 (s,t), 因此 (1)~(4) 各題可以視為 P 點坐標滿足 (1)t=0, 1 s 2 (2)s+t=2 (3)0 s 1,0 t 1 (4) 1<s+t<2 所形成的圖形 因此各題的圖形如下 : (1) (2) (0,1) E(0,2) ( 1,0) (0,0) (1,0) E(2,0) (0,1) P(s,t) x+y=2 (3) (4) E(k,t) F(1,1) (0,1) (0,0) x+y=2 (1,0) (2,0) I(0,2) P(s,t) (0,0) (k,0) (1,0) (0,1) E(0,k) F( 1,0) (0,0) (k,0) (`1,0) H(2,0) ~26 21~ G(0, 1) x+y=k x+y= 1 x+y=0

22 ( 練習 1) 在 中, 考慮坐標系 {;,} 設 =c, =a, =b 請問重心 G 與內心 I 的坐標為何? ns:g( 1 3,1 3 ) I( b a+b+c, c a+b+c ) [ 提示 : 考慮 G 與 I 向量的性質 ] 林信安老師編寫 ( 練習 2) 設 O,, 三點不共線, 若 O=4O,O=5O, 令 與 交於一點 E, 若 OE= x O+y O, 求 x,y ns:x= , y= 19 ( 練習 3) 坐標平面上有一 與一點, 若 7=8+6, 面積請求出 =? ns: 6 面積 7 ( 練習 4) 設 為平面上的一個三角形,P 為平面上一點且 P = t, 其中 t 為一實數 試問下列哪一個選項為 t 的最大範圍, 使得 P 落在 的內部? ()0<t< 1 4 ()0<t<1 3 ()0<t<1 2 ()0<t<2 3 (E)0<t<3 4 (93 學科能力測驗 ) () ( 練習 5) 在 的三邊 上分別取 E F 三點, 使得 =4, E =2E, F =2 F 設 G 為 EF 的重心,G=α+β, 則 α=?β=?ns:α= 17 45,β= 8 45 ( 練習 6) 平行四邊形 中,E 為 上一點, 且 E = 2E,F 為 上一點且 F =3 F, 若 E 與 F 交於點 P, 且 P =x+y, 則 (a)(x,y)=? (b)p:pf=? ns:(a) ( 1 2,1 3 ) (b)2:1 ( 練習 7) 平面上三點 (3, 2) ( 1,1) (5,4) (1) 若點 P 滿足 P =s +t, 且 1 r 2,0 s 2, 則求點 P 所成區域之面積 (2) 若點 Q 滿足 Q=s +t, 且 r 1,s 1,r+s 2 則求點 Q 所成區域之面積 ns:(1)15 (2)60 ( 練習 8) 設 O 是平面上一定點, 是平面上不共線三點, (1) 動點 P 滿足 OP =O+λ( + ),λ 0, 則點 P 的軌跡一定通過 的內心 (2) 動點 P 滿足 OP =O+λ(+),λ>0, 則點 P 的軌跡一定通過 的重心 (3) 動點 P 滿足 OP =O+λ( cos + cos ),λ>0, 則點 P 的軌跡一定通過 的垂心 (4) 動點 P 滿足 OP = O+O 2 通過 的外心 +λ( cos + cos ),λ>0, 則點 P 的軌跡一定 ~26 22~

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