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114學年鷺江國中第2次段考數學 第9題 詳解

正方形分割長方形與小正方形求邊長 · 單選 · 題目出處:114 學年度第 1 學期第 2 次定期評量 數學科(新北市立鷺江國民中學)

題目
如圖(二),將正方形 ABCDABCD 分成四個完全相同的長方形和一個小正方形 EFGHEFGH。若正方形 ABCDABCD 的面積為 9x224x+169x^2-24x+16,小正方形 EFGHEFGH 的面積為 x2+4x+4x^2+4x+4,則下列哪一個選項可能為長方形的其中一個邊長?
(A) x1x-1
(B) x3x-3
(C) 3x43x-4
(D) x+2x+2
正方形ABCD:A在左上、D在右上、B在左下、C在右下。內部被四條線段以風車狀分割成四個全等的長方形(上、右、下、左各一個,繞中心旋轉排列),中央留下一個小正方形EFGH;E、F、G、H 依序是小正方形的左上、左下、右下、右上頂點,字母標在各頂點旁。
圖(二)

答案(B)看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先開出兩個正方形邊長

    大正方形 ABCDABCD 的面積 9x224x+16=(3x)22×3x×4+42=(3x4)29x^2-24x+16=(3x)^2-2\times3x\times4+4^2=(3x-4)^2,所以邊長是 3x43x-4。小正方形 EFGHEFGH 的面積 x2+4x+4=(x+2)2x^2+4x+4=(x+2)^2,所以邊長是 x+2x+2
  2. 2

    看圖找邊長關係

    設長方形的長為 pp、寬為 qq。看圖(二):大正方形的每一邊都被分成「一個長方形的長」加「一個長方形的寬」兩段,所以 p+q=3x4p+q=3x-4。中間小正方形 EFGHEFGH 的每一邊,則是長方形的長扣掉寬剩下的那一截,所以 pq=x+2p-q=x+2
  3. 3

    解出長與寬

    兩式相加:2p=(3x4)+(x+2)=4x22p=(3x-4)+(x+2)=4x-2,所以 p=2x1p=2x-1。兩式相減:2q=(3x4)(x+2)=2x62q=(3x-4)-(x+2)=2x-6,所以 q=x3q=x-3
  4. 4

    對照選項

    長方形的兩個邊長分別是 2x12x-1x3x-3。四個選項裡只出現 x3x-3,故選 (B)。順帶驗一下:(2x1)+(x3)=3x4(2x-1)+(x-3)=3x-4 是大正方形邊長,(2x1)(x3)=x+2(2x-1)-(x-3)=x+2 是小正方形邊長,都對得上。
答案
(B)

關鍵觀念:#完全平方公式 #因式分解 #面積

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常見卡點
第一種錯是把大正方形邊長 3x43x-4 或小正方形邊長 x+2x+2 直接當成長方形的邊長,也就是 (C) 和 (D),但那兩個一個是整張圖的外框、一個是中央那一小塊,都不是長方形。第二種是分解時符號看錯,把 x2+4x+4x^2+4x+4 寫成 (x2)2(x-2)^2,接著算 (3x4)(x2)2=x1\dfrac{(3x-4)-(x-2)}{2}=x-1 而落在 (A);x2+4x+4x^2+4x+4 的中間項是 +4x+4x,要配 (x+2)2(x+2)^2 才對。

還是卡住嗎?

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