錯題解析

重疊的地方被算了兩次,所以灰色部分要扣兩份

數學.第 3 冊.2026/08/06.第 19 題 | 主題:面積的重疊計算.平方根與一元二次方程式

題目

如圖(八),一圖騰上有四個相等的大正方形交疊四個相等的小正方形(灰色部分)。 已知大正方形的邊長為 x 公分小正方形的邊長為 4 公分, 且斜線部分的面積為 196 平方公分,則 x = ?
  1. (A) 9 ← 正確答案
  2. (B) 14
  3. (C) √65
  4. (D) √113
正確答案:(A) 94x² − 2×64 = 196 → x² = 81
題目原文

(原圖只拍到紅筆訂正的正解,作答欄不在畫面中,故本頁不標示當時所選答案。)

錯在哪裡

關鍵觀念:每一個灰色小正方形,都是「兩個大正方形重疊」的地方。
所以當你把四個大正方形的面積直接相加(4x²)時, 每一塊灰色都被算了兩次4x² = 斜線部分 + 灰色部分 × 2 灰色部分共 4 個小正方形,每個面積 4² = 16, 灰色總面積 = 4 × 16 = 64 因此 斜線部分 = 4x² − 64 × 2 = 4x² − 128 最容易錯的地方,就是只扣一次 64(少扣一份),算出 x = √65(選項 C)。

另一個常見錯法是選 (B) 14:直接把 196 開根號當成邊長。 但 196 是「斜線部分」的面積,不是任何一個正方形的面積不能直接開方。 (14² = 196,出題者就是故意放這個數字來引誘你。 看到一個完全平方數,先問「它是誰的面積」,再決定要不要開根號。

正確解法

Step 1 先把圖形拆成兩種區域
四個大正方形 斜線部分(沒被重疊) 灰色部分(被兩個大正方形共用)
但「四個大正方形的面積和 4x²」會把灰色的每一塊都數到兩次, 因為每一塊灰色同時屬於兩個大正方形
Step 2 列式
4x² = (斜線面積) + 2 × (灰色面積) 4x² = 196 + 2 × 64 4x² = 196 + 128 = 324
Step 3 解出 x
x² = 324 ÷ 4 = 81 x = ±9,但 x 是邊長 → x = 9 答案 (A)邊長、長度、人數、個數一律取正——這是一元二次方程式應用題的固定收尾動作。
Step 4 驗算(把數字代回去確認)
大正方形面積 = 9² = 81,四個共 324 灰色 4 塊共 64,被算了兩次 → 扣掉 128 324 − 128 = 196 ✓ 與題目相符 順便檢查合理性:小正方形邊長 4 < 大正方形邊長 9,重疊區比大正方形小,合理。 若算出 x = √65 ≈ 8.06 也還算合理,所以這題不能靠「感覺」檢查,一定要驗算
Step 5 把四個選項的來源看清楚
選項怎麼算出來的錯在哪
(A) 94x² = 196 + 2×64正確
(B) 14√196把「斜線面積」當成正方形面積直接開方
(C) √654x² = 196 + 64灰色只扣一次,忘了它被算兩次
(D) √1134x² = 196 + 256小正方形的面積算錯(把 16 當成 64)
四個選項差別全在「灰色部分要扣幾份」——這題百分之百在考重疊。

要記住的觀念

  • 重疊圖形的黃金公式(容斥原理的雛形): 各部分面積相加 = 聯集面積 + 重疊面積(重疊幾次就多算幾次) 兩個圖形重疊:A + B = 聯集 + 重疊 看到「交疊」「重疊」「共用」,先問:這塊被算了幾次?
  • 本題的三種面積要分清楚: 4x²=四個大正方形「分開」的總面積(灰色算兩次) 4x² − 64=整個圖騰實際佔的面積(灰色算一次) 4x² − 128斜線部分(灰色完全不算) 題目問哪一種,就用哪一個式子。
  • 看到完全平方數(196、144、121、100…)先別急著開根號。 先問「這個數字是誰的面積」——本題的 196 是斜線部分, 不是正方形,所以 √196 沒有意義。
  • 解出 x² 之後,一定要做兩件事:開根號時寫上 ±;② 用題意刪掉負根(長度不能是負的)。 這兩步各佔配分,非選題漏掉會扣分。
  • 面積題的固定收尾:把答案代回原圖驗算一次。 本題代回去只要算「324 − 128 = 196」,十秒就能確認, 卻能同時擋掉 (B)(C)(D) 三個陷阱。

類題自我檢測

三個相等的正方形排成一列,相鄰兩個各重疊出一個邊長 2 的小正方形(共兩塊重疊)。 若三個正方形的邊長為 a,且整個圖形實際覆蓋的面積為 67,則 a² = ?
(A) 25 (B) 23 (C) 27 (D) 75

看解答

(A) 25。
重疊區共 2 塊,每塊面積 2² = 4,合計 8。
3a² = 覆蓋面積 + 重疊面積 = 67 + 8 = 75 → a² = 25 注意這題問的是「實際覆蓋的面積」(重疊算一次),所以只加一份 8如果問的是「沒有重疊到的部分」,就要加兩份(3a² − 16 = …)。
(D) 75 就是忘了除以 3 的答案。問哪一種面積,決定要扣幾份——這是本題型的唯一考點。

我的原始作答

原始作答

這一份的作答欄沒有拍進畫面,不過本題的複習重點很明確:
建議固定動作①:在圖上把「灰色」與「斜線」各塗一種記號,並在旁邊寫下 「灰色被算 2 次」。
建議固定動作②:列式時先寫「4x² = 斜線 + 2×灰色」這個骨架,再填數字。 骨架寫對,數字就不會放錯位置。
建議固定動作③:算完代回去驗算一次——本題只要算 324 − 128 = 196, 十秒鐘就能確定自己扣對了份數。

複習標記

看完這一頁順手標一下,紀錄會同步到總覽頁—— 標「有把握」的會被劃掉,標「有疑問」的會被標成琥珀色,可以用「只看有疑問的」單獨叫出來。 再按一次同一顆按鈕就取消。紀錄存在這台裝置的瀏覽器裡。

還沒標記