錯題解析

乙追甲:甲走「等差數列的和」,乙也是

數學.第 4 冊.2026/07/29.第 04 題 | 主題:等差級數和.追及問題(素養題)

題目

甲、乙兩人同時由同地出發,甲每日行 10 公里乙於首日行 8 公里,其後乙每日增加半公里。 設 x 日後乙可追及甲,則 x = ?
  1. (A) 7
  2. (B) 8 ← 我選的
  3. (C) 9 ← 正確答案
  4. (D) 10
我的答案:(B) 8列式時多算了一天
正確答案:(C) 9兩人 9 天都走 90 公里
題目原文

錯在哪裡

關鍵錯誤:把天數寫成 (x + 1) 而不是 x。

你的草稿寫著 10(x + 1) = 8 + x(8 + 0.5x) 這裡有兩個問題:
甲走了 x 天,總距離就是 10x,不是 10(x+1)
乙的首日 8 公里已經包含在「x 天」裡,不用另外再加一個 8

正確的列式很單純: 甲 x 天的總距離 = 10x 乙 x 天的總距離 = 等差數列 8, 8.5, 9, … 的前 x 項和 「追及」就是兩人的總距離相等。

防錯方法:先把前幾天的數字實際列出來對照。
第幾天12345
乙當天走88.599.510
乙累計816.525.53545
甲累計1020304050
列出前幾天就會發現:第 x 天結束時,乙的累計要用「前 x 項和」, 而甲就是 10x,非常單純。

正確解法

Step 1 寫出甲的總距離
甲每天固定 10 公里: 甲 x 天總距離 = 10x
Step 2 寫出乙的總距離(等差級數和)
乙每天走的公里數是等差數列: 首項 a₁ = 8,公差 d = 0.5 用等差級數和公式: Sₓ = x[2a₁ + (x − 1)d] / 2 = x[16 + 0.5(x − 1)] / 2 = x[15.5 + 0.5x] / 2
Step 3 令兩人距離相等
x(15.5 + 0.5x) / 2 = 10x 兩邊同除以 x(x ≠ 0,因為出發時兩人本來就在一起): (15.5 + 0.5x) / 2 = 10 15.5 + 0.5x = 20 0.5x = 4.5 x = 9 答案 (C) 9
Step 4 驗算
乙 9 天各走:8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, 11, 11.5, 12
用「首末項平均 × 項數」: 乙的總距離 = (8 + 12) × 9 / 2 = 20 × 9 / 2 = 90(公里) 甲的總距離 = 10 × 9 = 90(公里) 兩人都走了 90 公里 → 剛好追上 ✓

逐日追蹤(看得更清楚)

第幾天乙當天乙累計甲累計甲領先
188102
28.516.5203.5
3925.5304.5
49.535405
51045505(最大差距)
610.555.5604.5
71166.5703.5
811.578802
91290900 ← 追上!

注意第 5 天是轉捩點:乙從第 5 天開始每天走的距離超過 10 公里(追上甲的日速), 差距才開始縮小。第 8 天還差 2 公里、第 9 天剛好追平 ✓
你選的 (B) 8,正好是「還差 2 公里」的那一天——非常接近了。

更快的算法(考試時推薦)

追上時,兩人的「平均日行距離」必須相等
甲的平均日行 = 10 公里(每天都一樣)。
乙是等差數列,平均 = (首項 + 末項) / 2乙第 x 天走 8 + 0.5(x − 1) 公里 乙的平均 = [8 + 8 + 0.5(x−1)] / 2 = 10 16 + 0.5(x − 1) = 20 → 0.5(x−1) = 4 → x = 9 ✓ 用「平均相等」比用「總和相等」少一個 x,計算更簡單。

要記住的觀念

  • 等差級數和公式: Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2 = n[2a₁ + (n−1)d]/2 前者(首末項平均 × 項數)比較好記也好算。
  • 「x 天後追上」→ 兩人 x 天的總距離相等天數就是 x,不要多加一天。
  • 「首日走 8,其後每日增加 0.5」→ 首項 8、公差 0.5第 n 天走的是 8 + 0.5(n − 1)(不是 8 + 0.5n)。
  • 等式兩邊都有 x 時可以約掉(但要先確認 x ≠ 0), 能把二次方程式降成一次方程式。
  • 速度型的題目,用「平均」比用「總和」更快。 兩人走同樣天數、同樣距離 ⟺ 平均日行相等。
  • 選項不多時,直接列表逐日累加也很可靠。 本題最多算 10 天,兩分鐘就能列完,而且完全不會錯。
為什麼「乙第 n 天走 8 + 0.5(n−1)」而不是「8 + 0.5n」?

因為第 1 天就是首項 8,還沒有增加過

第 n 天增加了幾次當天走
10 次8 + 0.5×0 = 8
21 次8 + 0.5×1 = 8.5
32 次8 + 0.5×2 = 9
n(n−1) 次8 + 0.5(n−1)

「走了 n 天,只增加了 (n−1) 次」—— 這和等差數列通項 aₙ = a₁ + (n−1)d 的 (n−1) 是同一件事。

檢查方法:代 n = 1 進去,看是不是等於首項。
 8 + 0.5(1−1) = 8 ✓ 正確
 8 + 0.5(1) = 8.5 ✗ 錯了(這是第 2 天的值)

類題自我檢測

1. 若乙每日增加 1 公里(首日仍 8 公里),幾天後追上甲?
2. 若甲每日行 12 公里,乙首日 8 公里、每日增加 0.5 公里,幾天後追上?
3. 承本題,第幾天乙當天走的距離首次超過甲?

看解答

1. 用平均相等: [8 + 8 + 1(x−1)] / 2 = 10 → 16 + (x−1) = 20 → x = 5 5 天後追上(驗算:8+9+10+11+12 = 50 = 10×5 ✓)

2. [16 + 0.5(x−1)] / 2 = 12 → 16 + 0.5(x−1) = 24 0.5(x−1) = 8 → x − 1 = 16 → x = 17 17 天後追上。(甲走得越快,乙要越久才追得上 ✓ 合理)

3. 乙第 n 天走 8 + 0.5(n−1) > 10 0.5(n−1) > 2 → n − 1 > 4 → n > 5 第 6 天首次超過(第 5 天剛好相等 10 公里)。
這也解釋了為什麼從第 5 天之後差距才開始縮小。

我的原始作答

原始作答

作答欄填了 (B) 8,紅筆訂正為 (C) 9
草稿上寫著 10(x + 1) = 8 + x(8 + 0.5x) 並整理成 0.5x² − 2x − 2 = 0x² − 4x − 4 = 0

你的思路是對的(兩人距離相等),但列式時多算了東西:
 ・左邊:甲 x 天走 10x,不是 10(x+1)
   「x 日後」就是走了 x 天,沒有第 x+1 天
 ・右邊:那個開頭的 8 重複了
   首日的 8 公里已經是等差數列的第一項,不用再單獨加一次

正確的列式:

甲:10x 乙:x[2(8) + (x−1)(0.5)] / 2 = x(15.5 + 0.5x)/2 相等:x(15.5 + 0.5x)/2 = 10x 兩邊除以 x:15.5 + 0.5x = 20 ⟹ x = 9
解出來是一次方程式,比你算的二次方程式簡單很多。

給你兩個強力的防錯建議:

① 列式前先把前 3 天的數字寫出來對照。
第1天:乙 8 累計 8 甲累計 10 第2天:乙 8.5 累計 16.5 甲累計 20 第3天:乙 9 累計 25.5 甲累計 30
寫出來就會發現「甲第 x 天累計 = 10x」,不可能是 10(x+1)。

② 選項只有 4 個時,直接列表算到追上為止。 本題最多算到第 10 天,用加法一天一天累加, 兩分鐘就能得到答案,而且百分之百不會錯。 考試時如果列式沒把握,「土法煉鋼」往往是最划算的選擇。

複習標記

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