錯題解析

五個連續整數:把「中間那個」設成 n 最省力

數學.第 3 冊.2026/07/20.第 12 題 | 主題:連續整數的設法.展開化簡.一元二次方程式(非選題)

題目

若有 5 個連續的正整數 a、b、c、d、e,滿足 a² + b² + c² = d² + e² 的形式,則這 5 個正整數為何?請完整寫出計算過程。
正確答案:10、11、12、13、1410² + 11² + 12² = 13² + 14² = 365
題目原文

錯在哪裡

這題會不會做,幾乎完全取決於「未知數設在哪裡」。

設法 A(不推薦):設最小的為 n n、n+1、n+2、n+3、n+4 式子會變成 n² + (n+1)² + (n+2)² = (n+3)² + (n+4)² 要展開五個平方,數字又多又亂,很容易算錯。

設法 B(推薦):設中間的為 n n−2、n−1、n、n+1、n+2 正負對稱,展開時很多項會互相抵消, 而且平方的常數項只有 4、1、0、1、4 這些小數字。

「連續整數把中間設成 n」是一個非常重要的技巧, 在連續整數的和、平均、平方和題目裡都能大幅減少計算量。

另外要注意:這題不能靠猜。 雖然答案 10~14 不算大,但如果沒有列式, 要從 1 開始一組一組試會非常花時間。

正確解法

Step 1 把中間那個數設為 n
5 個連續正整數由小到大: a = n−2,b = n−1,c = n,d = n+1,e = n+2
Step 2 代入條件式
(n−2)² + (n−1)² + n² = (n+1)² + (n+2)²
Step 3 左右分別展開
左邊: (n² − 4n + 4) + (n² − 2n + 1) + n² = 3n² − 6n + 5 右邊: (n² + 2n + 1) + (n² + 4n + 4) = 2n² + 6n + 5 注意兩邊的常數項都是 5,等一下會直接消掉。
Step 4 移項整理
3n² − 6n + 5 = 2n² + 6n + 5 兩邊減去 (2n² + 6n + 5): n² − 12n = 0 n(n − 12) = 0 n = 0 或 n = 12
Step 5 用「正整數」篩掉不合的解
若 n = 0,五個數會是 −2、−1、0、1、2,不是正整數 ✗
所以 n = 12a、b、c、d、e = 10、11、12、13、14
Step 6 驗算
左邊 = 10² + 11² + 12² = 100 + 121 + 144 = 365 右邊 = 13² + 14² = 169 + 196 = 365 兩邊相等 ✓ 答:這 5 個正整數為 10、11、12、13、14。

比較兩種設法的計算量

 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+4n−2, n−1, n, n+1, n+2
左邊展開3n² + 6n + 53n² − 6n + 5
右邊展開2n² + 14n + 252n² + 6n + 5
整理後n² − 8n − 20 = 0n² − 12n = 0
(n−10)(n+2) = 0 → n = 10n(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。

要記住的觀念

  • 連續整數題:把「中間那個」設為 n。 3 個連續:n−1, n, n+1;5 個連續:n−2, n−1, n, n+1, n+2。 正負對稱,計算量大幅下降。
  • 連續偶數/奇數:中間設 n,兩側 ±2。 例如 3 個連續偶數:n−2, n, n+2。
  • 展開平方要用完全平方公式: (n − 2)² = n² − 4n + 4 (n + 2)² = n² + 4n + 4 常數項是「後面那個數的平方」,不要漏。
  • 移項後先看能不能提公因式。 n² − 12n = 0 → n(n − 12) = 0,比硬用公式解快得多。
  • n = 0 這個根不能忘記檢查。 提公因式得到的方程式一定有 n = 0 這個根, 要用「正整數」這個條件把它刪掉。
  • 非選題最後一定要驗算並寫出答案。 寫上「100 + 121 + 144 = 365 = 169 + 196」, 閱卷老師一眼就看到你檢查過了。
這組數字有什麼特別?(畢氏數的延伸)

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。

類題自我檢測

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。

看解答

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!)

我的原始作答

原始作答

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。

複習標記

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還沒標記