第四題
設
ABCD為矩形,
\overline {AB} = 1,\overline {BC} = 2,P為射線
\overrightarrow {BC} 上一點,使
\tan \left( {\angle APC} \right) = \frac{1}{3},求
\overline {PD} 長為?
(我先說我的想法,在考場時候,這個題目很容易思考到座標化,如下圖。可以算出直線
BD的方程式
y = \frac{1}{2}x,然後假設
p點的參數式,
p(2t,t),t \ge 0,由於
\tan \left( {\angle APC} \right) = \frac{1}{3}的值為正,所以這個角度為銳角,因此
p會落在矩形外面,如下圖的參考圖形。我想藉由向量內積。向量
PA,向量
PC內積去列出一個等式。解出
t這個未知數。列出來的等式如下
\sqrt {{{\left( { - 2t} \right)}^2} + {{\left( {1 - t} \right)}^2}} \times \sqrt {{{\left( {2 - 2t} \right)}^2} + {{\left( { - t} \right)}^2}} \times \frac{3}{{\sqrt {10} }} = 5{t^2} - 3t
如果要解出
t,兩邊一平方後,就變成4次的方程式,而且係數很大。想法可以,但算不出來。在考場上就掛住了~~~
剛剛自己訂正又想到用三角函數的方法去做,答案有算出來了。
\begin{array}{l}
\angle APC = \theta = \theta 2 + \theta 1,\tan \theta = \frac{1}{3}\\
\Rightarrow \left( {\theta 2 + \theta 1} \right) + \left( {\theta 3 + \theta 4} \right) = {90^0}\\
\Rightarrow \theta = {90^0} - \left( {\theta 3 + \theta 4} \right)\\
\frac{1}{3} = \tan \theta = \tan \left( {{{90}^0} - \left( {\theta 3 + \theta 4} \right)} \right) = \cot \left( {\theta 3 + \theta 4} \right) = \frac{1}{{\tan \left( {\theta 3 + \theta 4} \right)}}
\end{array}
\frac{1}{3} = \frac{1}{{\tan \left( {\theta 3 + \theta 4} \right)}}
\Rightarrow \frac{1}{3} = \frac{{1 - (\tan \theta 3)(\tan \theta 4)}}{{(\tan \theta 3) + (\tan \theta 4)}}
\Rightarrow \frac{1}{3} = \frac{{1 - \frac{{2t - 2}}{t} \times \frac{{t - 1}}{{2t}}}}{{\frac{{2t - 2}}{t} + \frac{{t - 1}}{{2t}}}}
\Rightarrow \frac{{5{t^2} - 5t}}{{2{t^2}}} = \frac{{6{t^2} - 6{t^2} + 12t - 6}}{{2{t^2}}}
因為
t大於0,因此得到分子會相等。
5{t^2} - 5t = 6{t^2} - 6{t^2} + 12t - 6
解出來
t = 3 \vee \frac{2}{5}
t = \frac{2}{5}不合
由此可知
p(6,3),就可以解出
\overline {PD} = \sqrt {20}
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本帖最後由 shingjay176 於 2014-4-27 08:11 PM 編輯 ]