錯題解析

配方法:常數要「移過去再加 1」,不是減 1

數學.第 3 冊.2026/07/20.第 05 題 | 主題:配方法.完全平方式.一元二次方程式

題目

將 x 的一元二次方程式 4x² − 4x − 2023 = 0 化為 (2x − 1)² = m, 可解得 x = (n ± √m) / 2,其中 n、m 均為整數,則 n + m = ?
  1. (A) 2021 ← 我選的
  2. (B) 2023
  3. (C) 2025 ← 正確答案
  4. (D) 2027
我的答案:(A) 2021移項時把 +1 減掉了
正確答案:(C) 2025n = 1、m = 2024
題目原文

錯在哪裡

關鍵錯誤:配方時「補的那個 1」加錯邊。

要把 4x² − 4x 補成 (2x − 1)²,必須加上 1(2x − 1)² = 4x² − 4x + 1 所以原式要這樣處理: 4x² − 4x = 2023 4x² − 4x + 1 = 2023 + 1 ← 兩邊都要加 1 (2x − 1)² = 2024 常見錯誤是寫成 2023 − 1 = 2022, 因為腦中想的是「把 +1 移過去要變號」—— 但這裡的 1 是「額外補上去的」,不是原本就在左邊的兩邊同時加 1,右邊當然也是加。

檢查方法:把答案代回去展開一次。
 若 (2x−1)² = 2024 → 展開 4x² − 4x + 1 = 2024 → 4x² − 4x − 2023 = 0 ✓
 若 (2x−1)² = 2022 → 展開 4x² − 4x + 1 = 2022 → 4x² − 4x − 2021 = 0 ✗
五秒鐘就能確認自己有沒有加錯邊。

正確解法

Step 1 把常數項移到右邊
4x² − 4x − 2023 = 0 4x² − 4x = 2023
Step 2 兩邊同加 1,湊出完全平方式
因為 (2x − 1)² = 4x² − 4x + 1,左邊還差一個 +1: 4x² − 4x + 1 = 2023 + 1 (2x − 1)² = 2024 所以 m = 2024。
Step 3 開根號解出 x
2x − 1 = ± √2024 2x = 1 ± √2024 x = (1 ± √2024) / 2 對照題目的形式 x = (n ± √m) / 2n = 1, m = 2024
Step 4 求 n + m
n + m = 1 + 2024 = 2025 答案 (C) 2025

驗算:把 (2x − 1)² = 2024 展開回去

步驟式子對嗎
假設的結果(2x − 1)² = 2024
展開左邊4x² − 4x + 1 = 2024
移項4x² − 4x + 1 − 2024 = 0
整理4x² − 4x − 2023 = 0✓ 和原題完全一樣

如果不小心配成 2022 會怎樣?

 m展開後的方程式和原題比n + m
正確20244x² − 4x − 2023 = 0✓ 一樣2025
配錯(減 1)20224x² − 4x − 2021 = 0✗ 差了 22023
配錯(沒動)20234x² − 4x − 2022 = 0✗ 差了 12024

四個選項 2021、2023、2025、2027 剛好都差 2, 正是設計來抓「常數項加減弄錯」的人。 看到選項是連續的奇數(或等差),就要特別小心加減方向。

要記住的觀念

  • 配方法的本質:等號兩邊做同樣的事。 左邊加 1,右邊也要加 1。「移項變號」和「兩邊同加」是不同的操作,不要混。
  • 常用完全平方式(要背熟): (2x − 1)² = 4x² − 4x + 1 (2x + 1)² = 4x² + 4x + 1 (3x − 1)² = 9x² − 6x + 1 (x − a)² = x² − 2ax + a²
  • 配方後開根號一定要寫「±」, 少寫一個負根,方程式就只解出一半。
  • 題目給了目標形式 (2x−1)² = m,就照著它走。 不必自己從頭配方,只要問「左邊要變成 (2x−1)²,還缺什麼?」
  • 對照 x = (n ± √m)/2 找 n 和 m 時,要看清楚位置。 x = (1 ± √2024)/2 → n = 1、m = 2024
  • 萬用檢查法:把答案展開回原式。 這一步只要 10 秒,卻能百分之百確認配方有沒有錯。
從頭配方的完整流程(如果題目沒給提示)

4x² − 4x − 2023 = 0

方法一:先讓 x² 的係數變 1
x² − x − 2023/4 = 0 → x² − x = 2023/4 補上 (1/2)² = 1/4: x² − x + 1/4 = 2023/4 + 1/4 = 2024/4 = 506 (x − 1/2)² = 506 → x − 1/2 = ±√506 x = 1/2 ± √506 = (1 ± 2√506)/2 = (1 ± √2024)/2 ✓ (因為 2√506 = √(4×506) = √2024)

方法二:直接看成 (2x)² 的配方(本題用的方法,更快)
(2x)² − 2(2x)(1) = 2023 補上 1² = 1: (2x)² − 2(2x) + 1 = 2024 → (2x − 1)² = 2024 ✓ 當 x² 的係數是完全平方數(4、9、16…)時,方法二快很多。

類題自我檢測

1. 將 9x² − 6x − 2024 = 0 化為 (3x − 1)² = m,求 m。
2. 將 4x² + 4x − 99 = 0 化為 (2x + 1)² = m,並解出 x。
3. 若 (2x − 3)² = 25,求 x。

看解答

1. (3x − 1)² = 9x² − 6x + 1,所以 9x² − 6x = 2024 → 9x² − 6x + 1 = 2025 → m = 2025 (順帶:√2025 = 45,所以 3x − 1 = ±45 → x = 46/3 或 −44/3)

2. (2x + 1)² = 4x² + 4x + 1 4x² + 4x = 99 → 4x² + 4x + 1 = 100 → (2x+1)² = 100 2x + 1 = ±10 → x = 4.5 或 x = −5.5 驗算:4(4.5)² + 4(4.5) − 99 = 81 + 18 − 99 = 0 ✓

3. 2x − 3 = ±5 2x = 8 或 2x = −2 → x = 4 或 x = −1 記得寫兩個解!

我的原始作答

原始作答

作答欄填了 (A) 2021,紅筆訂正為 (C) 2025
2021 和正確答案 2025 差了 4,代表 m 被算成了 2020 或 2022—— 問題出在配方時那個「+1」的方向

建議把配方寫成「三行對齊」的格式,加錯邊就會很明顯:

4x² − 4x = 2023 ← 先移項 4x² − 4x + 1 = 2023 + 1 ← 兩邊同時加 1(對齊寫) (2x − 1)² = 2024
把「+ 1」寫在兩邊的同一個位置, 視覺上就能看出「左邊加什麼、右邊也加什麼」,不會誤用移項的變號規則。

另外請養成「展開驗算」的習慣:
 配完之後,把 (2x − 1)² = 2024 展開回去
 4x² − 4x + 1 = 2024 → 4x² − 4x − 2023 = 0
 和原題一模一樣 ✓

這個檢查只花 10 秒,但可以百分之百確定配方對不對。
配方法是二次方程式與拋物線單元的基本功, 後面的頂點式、最大最小值都會用到,現在把「兩邊同加」這件事釘牢,非常值得。

複習標記

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