錯題解析

房子是不是直角:18-24-30 就是 3-4-5 的六倍

數學.第 4 冊.2026/07/26.第 12 題 | 主題:畢氏逆定理.三角形面積.單位換算(素養非選題)

題目

房子不方正、多角的特殊格局往往是屋主揮之不去的夢魘,泰德是室內裝潢設計師, 他的工作就是要透過設計將空間變得美觀且易於使用。 右圖是他本次所負責案件的屋子平面圖,由於此屋不是方正格局, 因此泰德想先確認各牆面與牆面的角度大小, 於是先測量了各牆面的距離及牆角 A、C 兩點的距離,尺寸如右圖所示(單位:公尺): AB = 18  BC = 24  AC = 30  AD = 25  DC = 25 請回答下列問題:

(1) 請問牆角 ABC 是否為直角?請完整說明你的理由。
(2) 已知某款耐磨木地板完工價是每坪 4000 元, 若泰德打算將此屋鋪滿此款耐磨木地板,則所需價格為多少元? 請寫出完整的解題過程。(1 平方公尺 = 0.3025 坪
正確答案(1) 是直角(18² + 24² = 30²) (2) 624360 元
題目原文

錯在哪裡

這題是「三段式」的長題,每一段都有一個容易失手的地方:

第 (1) 段:要用「畢氏逆定理」而不是畢氏定理。
畢氏定理是「已知直角 → 算邊長」;
逆定理是「已知三邊 → 判斷是不是直角」。
本題要證明的是後者,所以要寫成 18² + 24² = 324 + 576 = 900 = 30² 「兩短邊平方和 = 最長邊平方 → 是直角三角形」,這句話一定要寫出來。

第 (2) 段:屋子由「兩個三角形」組成,兩塊都要算。
對角線 AC 把屋子切成 △ABC 和 △ACD,只算一塊就會少一半面積

第 (3) 段:單位換算不能漏。
面積算出來是平方公尺,但價錢是每坪—— 必須先乘 0.3025 換成坪,再乘 4000。 少了這一步,答案會大很多倍。

正確解法

第 (1) 小題:∠ABC 是不是直角?

Step 1 找出最長邊,用畢氏逆定理檢查
三邊:AB = 18、BC = 24、AC = 30,最長邊是 AC = 30AB² + BC² = 18² + 24² = 324 + 576 = 900 AC² = 30² = 900 AB² + BC² = AC² ✓ 由畢氏逆定理,△ABC 是直角三角形,且直角在 AC 的對角, 也就是 ∠ABC = 90°。
答:牆角 ABC 是直角。
其實一眼就能看出來:18-24-30 = 3-4-5 的 6 倍

18 = 3 × 6  24 = 4 × 6  30 = 5 × 6 3-4-5 直角三角形的每邊同乘 6,仍然是直角三角形。

常見的 3-4-5 倍數組合:
3-4-5、6-8-10、9-12-15、12-16-20、15-20-25、18-24-30、21-28-35、30-40-50

看到這些數字組合,直接判定為直角三角形, 但非選題還是要把 18² + 24² = 30² 寫出來才有分數。

第 (2) 小題:鋪地板要多少錢?

Step 2 把屋子切成兩個三角形
對角線 AC 把四邊形 ABCD 分成 △ABC△ACD,分別算面積再相加。
Step 3 算 △ABC 的面積(直角三角形,最好算)
因為 ∠ABC = 90°,兩股就是 AB 和 BC: △ABC 面積 = (1/2) × 18 × 24 = 216(平方公尺) 第 (1) 小題證出直角,在這裡直接派上用場——這就是命題的用意。
Step 4 算 △ACD 的面積(等腰三角形)
AD = DC = 25,底 AC = 30 → 等腰三角形
作 D 到 AC 的高 DM,等腰三角形的高會平分底邊AM = MC = 30 ÷ 2 = 15 用勾股定理求高: DM = √(25² − 15²) = √(625 − 225) = √400 = 20 (15-20-25 又是 3-4-5 的 5 倍!) △ACD 面積 = (1/2) × 30 × 20 = 300(平方公尺)
Step 5 總面積
216 + 300 = 516(平方公尺)
Step 6 換算成坪
516 × 0.3025 = 156.09(坪)
Step 7 算總價
156.09 × 4000 = 624360(元) 答:所需價格為 624360 元。

計算流程整理

步驟計算結果
△ABC(直角三角形)18 × 24 ÷ 2216 m²
△ACD 的高√(25² − 15²)20 m
△ACD(等腰三角形)30 × 20 ÷ 2300 m²
總面積216 + 300516 m²
換算成坪516 × 0.3025156.09 坪
總價156.09 × 4000624360 元

要記住的觀念

  • 畢氏逆定理:若 a² + b² = c²(c 為最長邊),則此三角形為直角三角形, 且直角在 c 的對角。 「判斷是不是直角」用逆定理,「已知直角求邊長」用畢氏定理。
  • 3-4-5 的倍數組合要背熟:6-8-10、9-12-15、15-20-2518-24-30。 看到就知道是直角三角形。
  • 等腰三角形的高會平分底邊, 所以可以把它切成兩個全等的直角三角形來算高。
  • 不規則的多邊形,用對角線切成三角形分別算。 切完要檢查有沒有漏算某一塊。
  • 單位換算是素養題的必考點。 面積是平方公尺、價格是每坪 → 必須先乘 0.3025。
  • 非選題要把「判斷理由」寫出來。 光寫「是直角」沒有分,要寫「因為 18² + 24² = 900 = 30², 由畢氏逆定理知 ∠ABC = 90°」。
另一種算 △ACD 的方法:海龍公式

三邊 a = 25、b = 25、c = 30,半周長 s = (25 + 25 + 30) ÷ 2 = 40 面積 = √[s(s−a)(s−b)(s−c)] = √[40 × 15 × 15 × 10] = √90000 = 300 ✓ 結果一樣,但海龍公式的數字比較大。

本題因為是等腰三角形,用「高平分底邊 + 勾股」更快: 15-20-25 是熟悉的畢氏數,心算就能得到高 = 20。

選擇用哪個方法的原則:
等腰三角形 → 作高(快)
三邊都不一樣 → 海龍公式
直角三角形 → 兩股相乘除以 2(最快)

類題自我檢測

1. 若三邊為 20、21、29,是不是直角三角形?
2. 若地板改成每坪 3500 元,總價是多少?
3. 若屋子總面積為 400 平方公尺,換算成坪是多少?(四捨五入到整數)

看解答

1. 最長邊 29: 20² + 21² = 400 + 441 = 841 29² = 841 ✓ 是直角三角形(20-21-29 也是一組畢氏數)。

2. 156.09 × 3500 = 546315(元)

3. 400 × 0.3025 = 121(坪) (剛好整數,很好記:約 3.3 平方公尺 = 1 坪。)

我的原始作答

原始作答

卷面上寫了 624360最終答案完全正確 ✓
圖上也標出了 30(對角線)、20(高)、15(底邊一半)、25—— 代表兩個三角形的面積你都算對了,這題的數學部分掌握得很好。

這是非選題,「請完整說明理由」「請寫出完整的解題過程」, 所以要特別注意過程的完整性。建議這樣寫:

(1) △ABC 中,三邊為 18、24、30,最長邊為 30
   18² + 24² = 324 + 576 = 900    30² = 900    ∵ AB² + BC² = AC²,由畢氏逆定理知 △ABC 為直角三角形
   ∴ ∠ABC = 90°,牆角 ABC 是直角

(2) △ABC 面積 = (1/2) × 18 × 24 = 216(平方公尺)
   △ACD 為等腰三角形(AD = DC = 25),作高 DM 平分 AC
    AM = 15,DM = √(25² − 15²) = 20
   △ACD 面積 = (1/2) × 30 × 20 = 300(平方公尺)
   總面積 = 216 + 300 = 516(平方公尺)
   換算成坪:516 × 0.3025 = 156.09(坪)
   總價 = 156.09 × 4000 = 624360(元)

三個最主要的給分點:
 ① 寫出「由畢氏逆定理」這五個字——證明你知道用的是哪個定理
 ② 把兩個三角形的面積分開列出(216、300)
 ③ 寫出單位換算 516 × 0.3025——這是素養題的必考步驟

你的計算能力沒有問題,要補的是「把腦中的步驟寫在紙上」。 非選題的分數大部分給在過程, 就算最後乘錯一個數字,前面的步驟分照樣拿得到。

複習標記

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