【考點】直角三角形中斜邊大於股(或畢氏定理);全等圖形的對應邊相等。
【看圖】依原圖判讀:圖(二十一)兩張桌子拼成半個圓環,$A$、$B$ 是外圓直徑的兩端。圖(二十二)兩張桌子沿直邊 $\overline{EF}$ 貼合但方向相反:左邊桌子的內凹小圓弧在 $F$ 旁($F$ 是它的內側桌角、$E$ 是外側桌角),右邊桌子的內凹小圓弧在 $E$ 旁;$C$ 是左邊桌子另一條直邊的外側桌角,$D$ 是右邊桌子另一條直邊的外側桌角。
1. 每張桌子是同心圓環的四分之一:4 張全等的桌子拼成完整圓環,接縫延長線都通過圓心,所以每張桌子的圓心角是 $360^{\circ}\div4=90^{\circ}$;兩條直邊都在半徑上,長 $80-20=60$ 公分。
2. 圖(二十一):兩張桌子拼成半個圓環,$A$、$B$ 是外圓直徑的兩端,$\overline{AB}=2\times80=160$ 公分。
3. 圖(二十二)左邊桌子:設它的圓心為 $O$。$O$ 在直線 $EF$ 上、$F$ 的外側,$\overline{OF}=20$、$\overline{OE}=80$。由第 (1) 小題,$\overline{OG}=\overline{OF}+\overline{FG}=20+30=50$ 公分。
4. $C$ 在這張桌子的另一條直邊上,$\overline{OC}=80$,兩條直邊夾 $90^{\circ}$,所以 $\angle COG=90^{\circ}$。
5. 直角三角形 $COG$ 中:$\overline{CG}=\sqrt{80^2+50^2}=\sqrt{8900}=10\sqrt{89}$ 公分。斜邊大於股,所以 $\overline{CG}>\overline{OC}=80$。
6. 右邊桌子同理:它的內凹小圓弧在 $E$ 旁,設它的圓心為 $O'$,$O'$ 在直線 $EF$ 上、$E$ 的外側,$\overline{O'E}=20$,$\overline{O'G}=20+30=50$;又 $\overline{O'D}=80$、$\angle DO'G=90^{\circ}$,所以 $\overline{GD}=\sqrt{80^2+50^2}=10\sqrt{89}>80$。
7. 題目說 $\overline{CD}$ 與 $\overline{EF}$ 交於 $G$,所以 $C$、$G$、$D$ 在同一直線上,$\overline{CD}=\overline{CG}+\overline{GD}=20\sqrt{89}$,約 $188.7$ 公分,大於 $\overline{AB}=160$ 公分。
8. 結論:$\overline{CD}$ 比 $\overline{AB}$ 長。
【評分重點】
- 說明 $\overline{AB}=160$ 公分(外圓直徑)。
- 在圖(二十二)作輔助線(連圓心 $O$ 與 $C$、$G$),用全等的對應邊說明 $\overline{OC}=80$、$\overline{OG}=50$、$\angle COG=90^{\circ}$。
- 用畢氏定理或「斜邊大於股」比較,得 $\overline{CG}>80$,同理 $\overline{GD}>80$,所以 $\overline{CD}>\overline{AB}$。
- 官方評分指引(三級分)要求:第一小題得 $\overline{GF}=30$;第二小題作輔助線、用全等或平行線性質推出線段相等關係,再用畢氏定理或直角三角形邊角關係比較,正確判斷 $\overline{CD}>\overline{AB}$。也接受用旋轉、翻轉把兩圖疊合,再用「三角形兩邊之和大於第三邊」判斷。