3. 請用兩種不同的方法計算 115 年學測第 17 題:『直角 △ABC 中,∠CAB 為直角,\( \overline{AB} \) 邊上一點 D,滿足 ∠BCD=2∠ACD,且 \( \overline{BC} = 2\overline{BD} \)。若 \( \overrightarrow{AD} = k\overrightarrow{AB} \),則 k 的值為?(化為最簡分數)』。請以寫給學生看的詳解方式書寫,每個完全正確的方法及過程最高得 5 分,合計最高 10 分。