錯題解析

A² = B² 有兩種情況:A = B 或 A = −B

數學.第 3 冊.2026/07/20.第 03 題 | 主題:一元二次方程式.平方相等.根的正負

題目

關於方程式 (99x − 4)² = (100x + 6)² 兩根的敘述,下列何者正確?
  1. (A) 兩正根
  2. (B) 兩負根 ← 正確答案
  3. (C) 一正根、一負根 ← 我選的
  4. (D) 一負根、一根為 0
我的答案:(C) 一正一負沒把兩個根實際解出來
正確答案:(B) 兩負根x = −10 和 x = −2/199
題目原文

錯在哪裡

關鍵錯誤:沒有把根解出來,用感覺判斷正負。
這題看起來很嚇人(99x、100x、平方),但只要用對方法, 兩個根三行就能算出來,根本不需要展開。

關鍵性質: A² = B² ⟺ A = B 或 A = −B 也就是「兩數的平方相等,代表它們本身相等,或是互為相反數」。
很多人只想到第一種(A = B),就只解出一個根,另一個根用猜的。

絕對不要展開!(99x − 4)² 和 (100x + 6)² 展開會出現 9801x² 和 10000x², 相減得到 −199x² − 1992x − 20 = 0,係數又大又醜,幾乎不可能正確做完。 「開方法」才是這題的正解。

正確解法

Step 1 用「平方相等」拆成兩個一次方程式
(99x − 4)² = (100x + 6)² ⟹ 99x − 4 = 100x + 6  或  99x − 4 = −(100x + 6) 兩種情況都要解,一個都不能少。
Step 2 解第一種情況
99x − 4 = 100x + 6 −4 − 6 = 100x − 99x → x = −10 得到第一根 x = −10(負根)。
Step 3 解第二種情況(記得先把負號分配進去)
99x − 4 = −100x − 6 99x + 100x = −6 + 4 → 199x = −2 → x = −2/199 得到第二根 x = −2/199(也是負根,而且是個很接近 0 的小負數)。
Step 4 判斷
約略大小正負
第一根−10−10
第二根−2/199≈ −0.01
兩個都是負根 → 答案 (B)

注意 −2/199 雖然非常接近 0,但它不等於 0,所以 (D) 也不對。 分子是 −2 不是 0,這一點要看仔細。

驗算:把根代回原式

x99x − 4100x + 6兩者關係
−10−990 − 4 = −994−1000 + 6 = −994相等 → 平方當然相等 ✓
−2/199−198/199 − 4 = −994/199−200/199 + 6 = 994/199互為相反數 → 平方相等 ✓

第一根對應「兩邊相等」,第二根對應「兩邊互為相反數」—— 剛好呈現 A² = B² 的兩種情況。

要記住的觀念

  • A² = B² ⟺ A = B 或 A = −B。絕不能只寫 A = B,那樣會漏掉一半的根。
  • 另一種寫法:移項用平方差。A² − B² = 0 → (A + B)(A − B) = 0 → A = −B 或 A = B,兩個根一次到手。
  • 看到 (大係數)² = (大係數)² 千萬不要展開。展開只會製造 9801、10000 這種難算的數字,開方法才是正路。
  • 加負號時要把括號整個分配。−(100x + 6) = −100x − 6,不是 −100x + 6。這是本題第二根最容易錯的地方。
  • 問「根的正負」就把根實際算出來。不要用判別式或感覺猜,這題算出來只要三行。
  • 分數根別忽略。−2/199 ≈ −0.01 很接近 0 但不是 0,看清楚分子是不是 0 再判斷。
用平方差公式做,更快

把右邊移到左邊: (99x − 4)² − (100x + 6)² = 0 套用 a² − b² = (a + b)(a − b),其中 a = 99x − 4、b = 100x + 6: [(99x − 4) + (100x + 6)] × [(99x − 4) − (100x + 6)] = 0 (199x + 2)(−x − 10) = 0 → 199x + 2 = 0 → x = −2/199; −x − 10 = 0 → x = −10

兩個根一次全部出來,而且不用分情況討論。這是更推薦的寫法。

類題自我檢測

1. 解方程式 (2x − 5)² = (x + 1)²,並判斷兩根的正負。
2. 解方程式 (3x + 2)² = (3x − 7)²。(小心!)

看解答

1. ・2x − 5 = x + 1 → x = 6
 ・2x − 5 = −(x + 1) = −x − 1 → 3x = 4 → x = 4/3
兩根都是正根。
(用平方差檢查:(3x − 4)(x − 6) = 0 → x = 4/3 或 6 ✓)

2. ・3x + 2 = 3x − 7 → 2 = −7 矛盾,無解(x 被消掉了)
 ・3x + 2 = −(3x − 7) = −3x + 7 → 6x = 5 → x = 5/6
所以只有一個根 x = 5/6
這題示範了重要例外:當兩邊的 x 係數相同時,第一種情況會無解,方程式只有一個根。 千萬不要因為「應該有兩根」就硬湊。

我的原始作答

原始作答

這題沒有留下計算,應該是被 99x、100x 這種大係數嚇到,直接從選項挑了看起來「最中庸」的 (C)。
但這題其實是送分題 —— 只要記得「平方相等有兩種情況」,三行就解完。
建議把這個反射動作練起來:看到「( )² = ( )²」,立刻在旁邊寫下兩行:
 「① 左 = 右」
 「② 左 = −右」
先把這兩行寫出來,再分別解,就不會漏根、也不會想去展開。

複習標記

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