錯題解析

平方差連加:每一組都變成「兩數和 × 2」

數學.第 4 冊.2026/07/29.第 05 題 | 主題:平方差公式.等差級數和(非選題)

題目

計算 (100² − 98²) + (96² − 94²) + (92² − 90²) + … + (4² − 2²) 的值為多少?
正確答案:5100
題目原文

錯在哪裡

這題若真的把每個平方算出來(10000 − 9604 + 9216 − 8836 + …), 要算 50 個四位數,考試時間絕對不夠,而且一定會算錯。

正確的第一步:每一組括號都用平方差公式拆開。 a² − b² = (a + b)(a − b) 100² − 98² = (100 + 98)(100 − 98) = 198 × 2 = 396 96² − 94² = (96 + 94)(96 − 94) = 190 × 2 = 380 注意每組的「差」都是 2(100−98 = 2、96−94 = 2、…), 所以每組都變成 (兩數和)× 2 接下來只要把所有的「兩數和」加起來再乘 2 就好。

第二步:發現這些「兩數和」是等差數列。 198、190、182、…、6(每次減 8) 用等差級數和公式一次算完。

兩個容易失手的地方:
項數數錯(少算或多算一組)
忘記最後要乘 2

正確解法

Step 1 每組用平方差公式拆開
原式= (a+b)(a−b)結果
100² − 98²(100+98) × 2198 × 2
96² − 94²(96+94) × 2190 × 2
92² − 90²(92+90) × 2182 × 2
4² − 2²(4+2) × 26 × 2
提出共同的 2: 原式 = 2 × (198 + 190 + 182 + … + 6)
Step 2 括號內是等差數列,先確認首項、末項、公差
198、190、182、…、6 首項 = 198,末項 = 6,公差 = 190 − 198 = −8 (公差是 −8,因為每組的兩個數字都往下跳 4,兩數和就少 8。)
Step 3 算項數(最容易錯的一步)
項數 = (首項 − 末項) ÷ |公差| + 1 = (198 − 6) ÷ 8 + 1 = 192 ÷ 8 + 1 = 24 + 1 = 25(項) 那個「+1」絕對不能忘!
用另一種方式驗證項數

括號裡的第一個數字依序是 100、96、92、…、4(每次減 4): 項數 = (100 − 4) ÷ 4 + 1 = 96 ÷ 4 + 1 = 24 + 1 = 25 ✓ 兩種數法都得到 25 項,可以放心。

Step 4 用等差級數和公式
S = 項數 × (首項 + 末項) ÷ 2 = 25 × (198 + 6) ÷ 2 = 25 × 204 ÷ 2 = 25 × 102 = 2550 (也可以用「奇數項的和 = 項數 × 中間項」: 中間項是第 13 項 = 102 → 25 × 102 = 2550 ✓)
Step 5 別忘了乘回那個 2
原式 = 2 × 2550 = 5100 答:5100。

整個流程整理

步驟做什麼結果
平方差拆開,提出 22 × (198 + 190 + … + 6)
確認等差數列首 198、末 6、公差 −8
算項數(198−6)÷8 + 1 = 25
算級數和25 × (198+6)/2 = 2550
乘回 25100

用小規模的例子檢查方法對不對

(8² − 6²) + (4² − 2²)
直接算:(64 − 36) + (16 − 4) = 28 + 12 = 40
用本題的方法: = 2 × [(8+6) + (4+2)] = 2 × (14 + 6) = 2 × 20 = 40 ✓ 兩種算法一致,方法正確。
不確定自己的作法對不對時,先用兩三項的小例子驗一次, 比直接硬算 25 項安全得多。

要記住的觀念

  • 平方差公式:a² − b² = (a + b)(a − b)。 看到「兩個平方相減」,第一件事永遠是拆開。
  • 每組的差都相同時,可以把它提出來當公因數。 本題每組差都是 2 → 提出 2,剩下的就是「兩數和」的連加。
  • 等差數列項數公式: 項數 = (末項 − 首項) ÷ 公差 + 1 「+1」是最常漏的一步。
  • 等差級數和: S = 項數 × (首項 + 末項) ÷ 2 也就是「平均 × 個數」。
  • 提出去的公因數,最後一定要乘回來。 算出 2550 只是括號內的和,答案是 5100。
  • 用小例子先驗證方法。 拿 (8²−6²) + (4²−2²) 這種兩三項的版本試一次, 確認流程對了再套到大題目上。
常見的「連續平方差」題型整理

類型一:相鄰整數的平方差(本題的變化) 100² − 99² + 98² − 97² + … + 2² − 1² 每組 = (100+99)(1) = 199、(98+97)(1) = 195、…
→ 199 + 195 + … + 3,公差 −4,共 50 項 = 50 × (199 + 3)/2 = 50 × 101 = 5050 (這就是有名的 1 + 2 + … + 100 = 5050!)

類型二:差為 2 的平方差(本題) 每組 = (兩數和) × 2

類型三:奇數平方和 1² + 3² + 5² + … 需要另外的公式,不能用平方差

判斷關鍵:有沒有「相減」。 有減號才能用平方差,全部相加就要用別的方法。

類題自我檢測

1. 計算 (50² − 48²) + (46² − 44²) + … + (2² − 0²)
2. 計算 (20² − 19²) + (18² − 17²) + … + (2² − 1²)
3. 本題中,第 10 組括號是哪一個?它的值是多少?

看解答

1. 每組 = (兩數和) × 2,兩數和為 98、90、82、…、2(公差 −8)
項數 = (98 − 2) ÷ 8 + 1 = 12 + 1 = 13 和 = 13 × (98 + 2)/2 = 13 × 50 = 650 答案 = 2 × 650 = 1300

2. 每組差為 1 → 每組 = 兩數和 × 1
兩數和:39、35、31、…、3(公差 −4),項數 = (39−3)÷4 + 1 = 10 = 10 × (39 + 3)/2 = 10 × 21 = 210

3. 第 n 組的第一個數 = 100 − 4(n−1),第 10 組 = 100 − 36 = 64
所以是 (64² − 62²) = (64 + 62) × 2 = 126 × 2 = 252

我的原始作答

原始作答

卷面上寫了 5100答案完全正確 ✓
右側草稿有 182198 等數字, 代表你確實用了平方差公式把每組拆成「兩數和 × 2」, 而且抓到了 198、190、182 這個等差數列——方法完全正確。

這是非選題,建議把過程寫得更完整,讓每一步都看得見:

① 平方差拆開,提出公因數 2 原式 = (100+98)(100−98) + (96+94)(96−94) + … + (4+2)(4−2) = 198×2 + 190×2 + … + 6×2 = 2 × (198 + 190 + 182 + … + 6)
② 說明括號內是等差數列
  首項 198、末項 6、公差 −8
③ 算項數(把式子寫出來) 項數 = (198 − 6) ÷ 8 + 1 = 24 + 1 = 25(項) ④ 算級數和 = 25 × (198 + 6) ÷ 2 = 25 × 102 = 2550 ⑤ 乘回 2 原式 = 2 × 2550 = 5100

兩個最主要的給分點:
 ・「a² − b² = (a+b)(a−b)」的拆解過程——證明你知道用平方差
 ・項數 25 的計算式——這是最容易算錯的地方,寫出來才顯示你有算

特別提醒「+1」(198 − 6) ÷ 8 = 24 ← 這是「間隔數」 24 + 1 = 25 ← 這才是「項數」 如果漏掉 +1,會算成 24 項 → 和 = 24 × 102 = 2448 → 答案 4896,就錯了。

你這題的技巧掌握得很好, 要練的是把腦中完成的步驟,一行一行寫在卷子上—— 非選題的分數大部分給在過程,寫出來才拿得到。

複習標記

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