學習重點 把絕對值轉成數線上的距離:|a-c| 表示 A、C 兩點的距離,不能直接當成有方向的差。 利用點的相對位置,判斷兩段距離應相加或相減;若圖形資訊不完整,先列出可能情況,再用其他條件排除。 判斷未知點在兩點之間或外側時,同時檢查「距離總和」與「距離差」,再依數線左右方向定位。 掌握絕對值、算術平方根(以及平方)都非負;若幾個非負量的和為零,則每個量都必須為零。 核心觀念 一、絕對值表示距離,距離沒有方向 數線上 A、B、C 三點所表示的數分別為 a、b、c,則 AC=|a-c|、BC=|b-c|、AB=|a-b|。因為距離不分起點與終點,所以 |a-c|=|c-a|,而且距離一定大於或等於零。 |a-c|=7,表示 a 與 c 相差 7,不代表 a-c 一定等於 7。若不知道左右位置,應保留 a-c=7 或 a-c=-7 兩種可能;只有確定 a 在 c 的右邊,才能寫成 a-c=7;若 a 在 c 的左邊,則 a-c=-7。 若 |a-c|=|b-c|,表示 A、B 到 C 的距離相等。當 A、B 是相異兩點時,兩點必在 C 的兩側,C 為 AB 的中點;若未限定 A、B 相異,也可能是 A、B 重合,不能逕自認定 C 是兩點之間的中點。 二、由共同參考點求兩點間距 已知 A、B 到同一點 C 的距離時,求 AB 的關鍵是判斷 A、B 位於 C 的同側或異側。 位置關係距離算法判斷理由 A、B 在 C 的同側AB=|AC-BC|較長線段扣掉兩者共用的部分。 A、B 在 C 的異側AB=AC+BCC 介於 A、B 之間,兩段距離相接。 例如兩點到共同參考點的距離為 7 與 5,兩點間距可能是 2,也可能是 12。只知道兩個距離,尚不能直接決定應相加或相減。若有圖,先讀圖上的點序(例如 A、B 都在 C 的同一側,就直接相減得 AB=2);若另有其他點的距離條件,也可用來排除不合的情況。 三、用第三點的距離判斷內外位置 設 O 到 A、B 的距離分別為 OA、OB。數線上三點的距離有下列關係: O 的位置距離關係辨認重點 介於 A、B 之間OA+OB=AB兩小段相加等於整段。 在 A、B 所成線段的外側|OA-OB|=AB較長距離扣除較短距離等於 AB。 另外,數線上任意三點都滿足 AB ≤ OA+OB。因此,若 OA=1、OB=3,就有 AB ≤ 4,可排除 AB=12 的情況,確定 AB=2。此時 OA+OB=4,不等於 AB;而 OB-OA=2=AB,所以 O 位於線段 AB 的外側。 接著比較遠近:OA<OB,表示 O 靠近 A,因此 O 在越過 A 的外側。若圖上 A 在 B 左邊,O 就在 A 左邊;若圖上 A 在 B 右邊,O 就在 A 右邊。判斷「在外側」之後,仍須結合圖上的左右點序,才能選出正確位置。 用座標驗算:若圖上點序為 A、B、C 由左至右,可令 a=0,則 c=7、b=2(滿足 |a-c|=7、|b-c|=5)。要同時滿足 OA=1、OB=3,O 只能在 -1,也就是 A 的左邊。再檢查其他位置:O 若在 A、B 之間,OA+OB 應等於 2,不合;O 若在 B、C 之間或 C 的右邊,OA 至少大於 2,不可能等於 1。 解這類題目可依序做:先求 AB 的可能值,再用 OA、OB 排除不可能值,接著檢查距離和或距離差,最後依較近的端點及圖示方向定位,必要時設座標驗算。 四、絕對值與平方根的非負性 對任意實數 u,皆有 |u| ≥ 0,且 |u|=0 若且唯若 u=0。對實數範圍內的算術平方根 √v,必須先滿足 v ≥ 0,並且 √v ≥ 0;同時,√v=0 若且唯若 v=0。同理,實數的平方 u² ≥ 0,且 u²=0 若且唯若 u=0。 因此,若 |F(x,y)|+√G(x,y)=0,左邊兩項皆非負,不可能靠一正一負互相抵消,只能同時為零,得到 F(x,y)=0 與 G(x,y)=0,再聯立求出所需的未知數或其和。 例如 |x+y|+√(x-y)=0,可推出 x+y=0、x-y=0,進而得到 x=y=0。這是示範非負性用法的例子;實際作答時,應以題目圖片中的完整算式為準,逐一辨認絕對值與根號的涵蓋範圍。 若題目只問 x+y,可先觀察聯立後的兩式能否直接相加、相減,或其中一式是否已給出 x+y 的值,不一定要分別求出 x、y。最後代回原式,確認根號內非負,且各項確實符合條件。 常考陷阱 把絕對值直接去掉:|a-c|=7 不能無條件改寫成 a-c=7。先確認左右位置,或保留正、負兩種情況。 看到共同參考點就一律相減:同側才用距離差,異側應用距離和。若圖示不清楚,可先列出兩種可能,再由其他條件篩選。 只憑距離大小猜 O 在中間:在兩點之間必須滿足 OA+OB=AB;若滿足的是 |OA-OB|=AB,則在外側。選項「介於 A、B 之間」常是此類誘答。 忽略距離上限:O 若在 B、C 之間或 C 的外側,O 到 A 的距離至少超過 AB,與 OA=1 矛盾,可直接排除。 把「靠近 A」直接當成「在 A 左邊」:靠近哪個端點只能協助判斷外側方向,真正的左、右仍要由圖上 A、B 的點序決定。 誤以為兩數相加為零就都等於零:只有已知各項皆非負時,才能如此推論。一般實數可互為相反數,例如 3+(-3)=0。 把 √v 寫成正負兩個值:√v 表示非負的算術平方根;解 z²=v 時,才需視 v 的值討論正、負根。例如 √9=3,而 z²=9 的解為 z=3 或 z=-3。 漏看根號內的定義條件:實數範圍內,根號內必須非負。讀圖時也要看清楚根號橫線與絕對值符號涵蓋哪些項,避免列錯聯立方程式。 記憶口訣 距離先看位,同側減、異側加;中間看總和,外側看差額。 非負相加若為零,每一項都要等於零;根號先查定義域,聯立之後再驗算。