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111學年鷺江國中第1次段考數學 第20題 詳解

十字形空格等差數列求總和 · 填充 · 題目出處:111 學年度第 2 學期第 1 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
如右圖,1313 個空格中的每個空格都有一個數,且知正中央空格內的數為 1212。若左、右兩側由上而下的 55 個空格內的數皆成等差數列,中間由左而右的 55 個空格內的數也成等差數列,則右圖中 1313 個空格內的數總和為 ___(O)___。
13 個方格排成「H」形:左側一直行 5 個方格由上而下排列,最上兩格空白,第 3 格(與中間橫排交會處)標示「a」,其下兩格空白;右側一直行 5 個方格排列方式相同,最上兩格空白,第 3 格(與中間橫排交會處)標示「d」,其下兩格空白;中間一橫排 5 個方格由左而右依序標示「a」「b」「12」「c」「d」,其中「a」與最左直行第 3 格是同一格、「d」與最右直行第 3 格是同一格。「12」在正中央。

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逐步解析

  1. 1

    先看懂圖的結構

    圖上 1313 個空格排成 H 形:左邊一直行 55 格、右邊一直行 55 格、中間一橫排 55 格,由左而右是 aabb1212ccdd。左行正中央那格就是 aa、右行正中央那格就是 dd,這兩格被直行和橫排共用,所以格數是 5+5+3=135+5+3=13 格。
  2. 2

    中間項就是平均

    55 項的等差數列裡,正中央那一項剛好是這 55 項的平均數(頭尾配對後每一組的和都等於中間項的 22 倍)。所以左行 55 格的和 =5a=5a,右行 55 格的和 =5d=5d,中間橫排 55 格的和 =5×12=60=5\times12=60
  3. 3

    由橫排求出 a 加 d

    橫排 a,b,12,c,da,b,12,c,d 成等差,aadd 是頭尾兩項、1212 是中間項,所以 a+d=2×12=24a+d=2\times12=24;同理 bbcc 也是對稱的一組,b+c=2×12=24b+c=2\times12=24
  4. 4

    加總時別重複算

    1313 格的總和 == 左行的和 ++ 右行的和 ++ 橫排中尚未算到的 bb1212cc(因為 aadd 已經包含在左右兩行裡了)。總和 =5a+5d+(b+12+c)=5(a+d)+(b+c)+12=5×24+24+12=120+36=156=5a+5d+(b+12+c)=5(a+d)+(b+c)+12=5\times24+24+12=120+36=156。所以 1313 個空格內的數總和是 156156
答案
156156

關鍵觀念:#等差數列 #空間規律

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常見卡點
最容易犯的錯是把三個等差數列的和直接相加,寫成 5a+5d+605a+5d+60,這樣 aadd 各被算了兩次——它們是直行與橫排共用的交叉格。5a+5d+60=5×24+60=1805a+5d+60=5\times24+60=180,比正解多出 2424,多的正好就是重複的 a+da+d。建議先把兩個交叉格圈起來提醒自己,或直接改用「左行 ++ 右行 ++ 中間沒被算到的三格」來加,就不會重複。

還是卡住嗎?

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