| 設最小的為 n | 設中間的為 n(推薦) | |
|---|---|---|
| 五個數 | n, n+1, n+2, n+3, n+4 | n−2, n−1, n, n+1, n+2 |
| 左邊展開 | 3n² + 6n + 5 | 3n² − 6n + 5 |
| 右邊展開 | 2n² + 14n + 25 | 2n² + 6n + 5 |
| 整理後 | n² − 8n − 20 = 0 | n² − 12n = 0 |
| 解 | (n−10)(n+2) = 0 → n = 10 | n(n−12) = 0 → n = 12 |
| 答案 | 10~14 ✓(一樣) | 10~14 ✓ |
兩種都能做出來,但右邊那欄的常數項全部消掉了(5 = 5), 整理後直接是 n² − 12n = 0,連因式分解都不用想,提出 n 就解完了。
3² + 4² = 5²(大家都知道的畢氏數)
10² + 11² + 12² = 13² + 14²(本題)
21² + 22² + 23² + 24² = 25² + 26² + 27²
這是一個有名的數列規律!每一組的中間數分別是 4、12、24、40……
差:8、12、16……(等差)
這類「連續平方和相等」的組合在數學上稱為
Lucas 恆等式的一種形式。
不用背,但知道它有規律會覺得這題的答案「很漂亮不是巧合」——
命題老師選 10~14 這組,就是因為它是這個家族裡最小的五連續數版本。
1. 有 3 個連續正整數,滿足 a² + b² = c² + 20,求這三個數。
2. 有 5 個連續正整數,其和為 60,求這五個數。
3. 有 3 個連續正整數,最大數的平方等於另外兩數的平方和,求這三個數。
1. 設 n−1, n, n+1:
(n−1)² + n² = (n+1)² + 20
n² − 2n + 1 + n² = n² + 2n + 1 + 20
n² − 4n − 20 = 0 → n = (4 ± √96)/2
不是整數 → 無解。
2. 設中間為 n,五數和 =
(n−2)+(n−1)+n+(n+1)+(n+2) = 5n = 60 → n = 12
五個數:10、11、12、13、14。
看出重點了嗎?「五個連續數的和 = 5 × 中間數」——
這就是設中間為 n 的威力,前後剛好抵消。
3. 設 n−1, n, n+1:
(n+1)² = (n−1)² + n²
n² + 2n + 1 = n² − 2n + 1 + n²
n² − 4n = 0 → n(n − 4) = 0 → n = 4
三個數:3、4、5(3² + 4² = 5² ✓ 就是畢氏數!)
卷面上寫了 10² + 11² + 12² = 13² + 14²,答案完全正確 ✓
但這是非選題,「請完整寫出計算過程」——
只寫出答案而沒有推導過程,通常只能拿到很少的分數,
因為閱卷老師無法判斷你是算出來的還是試出來的。
建議的完整寫法(四個得分點):
① 設未知數:設這 5 個連續正整數的中間數為 n,
則五數為 n−2、n−1、n、n+1、n+2
② 列式:
(n−2)² + (n−1)² + n² = (n+1)² + (n+2)²
③ 展開求解:
左 = 3n² − 6n + 5、右 = 2n² + 6n + 5
→ n² − 12n = 0 → n(n − 12) = 0 → n = 0 或 12
因為是正整數,n = 0 不合,故 n = 12 ← 這句話一定要寫
④ 寫出答案並驗算:
五數為 10、11、12、13、14
驗算:100 + 121 + 144 = 365 = 169 + 196 ✓
核心技巧再強調一次:連續整數一律把「中間那個」設成 n。
這一個選擇就讓兩邊的常數項都變成 5、互相抵消,
整理後只剩 n² − 12n = 0,提出 n 就解完了——
比設最小的為 n 少掉一半的計算,也少一半算錯的機會。
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