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畢氏定理常見組合

畢氏定理常見組合是三條邊都是整數、剛好滿足 a² + b² = c² 的三個數,最常考的是 3、4、5 和 5、12、13,接著是 8、15、17 和 7、24、25。把一組三個數同時乘以 2、3 或任何正數,像 6、8、10 和 10、24、26,也一樣是直角三角形的三邊。

熟記這幾組的好處是看到兩條邊就能直接寫出第三邊,不用平方再開根號。公式和算法請先看畢氏定理,國中二年級學完平方根以後就會一直用到。

先看重點

  • 必背四組:3、4、5,5、12、13,8、15、17,7、24、25。
  • 三個數同乘一個數還是成立:6、8、10,9、12、15,10、24、26。
  • 組合裡最大的數一定是斜邊,用之前先確認題目的斜邊是哪一條。
  • 兩條邊是 3 和 4,第三邊不一定是 5,要看 4 是不是斜邊。

斜邊 50 以內的畢氏定理常見組合

下面是斜邊小於 50、而且三個數沒有共同因數的全部 7 組,前四組最常出現在國中題目裡。每一組都可以用兩條短邊的平方和等於最長邊的平方來檢查。

三邊長檢查怎麼記
3、4、59 + 16 = 25最常考,口訣勾三股四弦五
5、12、1325 + 144 = 169斜邊比長直角邊多 1
8、15、1764 + 225 = 289斜邊比長直角邊多 2
7、24、2549 + 576 = 625斜邊比長直角邊多 1
20、21、29400 + 441 = 841兩條直角邊只差 1
12、35、37144 + 1225 = 1369斜邊比長直角邊多 2
9、40、4181 + 1600 = 1681斜邊比長直角邊多 1

表裡每一組都是最簡的,其他整數組合都是這些組合的倍數,或斜邊更大的組合。

3 4 5 放大 2 倍、3 倍還是直角三角形

把 3、4、5 的直角三角形放大 2 倍,三邊變成 6、8、10;放大 3 倍變成 9、12、15。形狀完全一樣,只是變大,所以直角還是直角。用算式檢查也一樣:6² + 8² = 36 + 64 = 100 = 10²。

原因是三邊同乘 k 以後,每個平方都變成原來的 k² 倍,等號兩邊一起放大,仍然相等。這種形狀一樣、大小不同的三角形,國三會學到叫做相似三角形。

534106815912
3、4、5 放大 2 倍和 3 倍,三個直角三角形的斜邊互相平行

常見組合的倍數整理

考題常把常見組合放大,看到數字有共同因數時,先把它們都除掉,看看是不是熟悉的組合。例如 15、20、25 都除以 5,就是 3、4、5。

基本組合放大三邊長檢查
3、4、52 倍6、8、1036 + 64 = 100
3、4、53 倍9、12、1581 + 144 = 225
3、4、54 倍12、16、20144 + 256 = 400
3、4、55 倍15、20、25225 + 400 = 625
3、4、510 倍30、40、50900 + 1600 = 2500
5、12、132 倍10、24、26100 + 576 = 676
5、12、133 倍15、36、39225 + 1296 = 1521
8、15、172 倍16、30、34256 + 900 = 1156

小數也可以,例如 0.3、0.4、0.5 是 3、4、5 的 0.1 倍。

自己找出更多組合的方法

下面兩個式子可以一直產生新的組合,課本不要求背,屬於延伸內容,用代數展開就能驗證它們一定成立。

從奇數開始n、(n² − 1) ÷ 2、(n² + 1) ÷ 2n = 3 得到 3、4、5;n = 5 得到 5、12、13;n = 7 得到 7、24、25;n = 9 得到 9、40、41;n = 11 得到 11、60、61。
從偶數開始2m、m² − 1、m² + 1m = 4 得到 8、15、17;m = 6 得到 12、35、37;m = 3 得到 6、8、10,是 3、4、5 的 2 倍。

用常見組合快速解題

先把題目的數字和常見組合比對,數字對得上就能直接寫答案,對不上再用畢氏定理平方相加或相減。

例 1直角三角形的兩條直角邊是 9 和 12,斜邊是多少?

  1. 9 = 3 × 3、12 = 4 × 3,是 3、4、5 的 3 倍
  2. 斜邊 = 5 × 3 = 15
  3. 檢查:9² + 12² = 81 + 144 = 225 = 15²

答:15

例 2直角三角形的斜邊是 26,一條直角邊是 10,另一條直角邊是多少?

  1. 26 = 13 × 2、10 = 5 × 2,是 5、12、13 的 2 倍
  2. 另一條直角邊 = 12 × 2 = 24
  3. 檢查:26² − 10² = 676 − 100 = 576 = 24²

答:24

例 3直角三角形有兩條邊是 3 和 4,第三邊一定是 5 嗎?

  1. 如果 3 和 4 都是直角邊,斜邊 = √(9 + 16) = √25 = 5
  2. 如果 4 是斜邊,另一條直角邊 = √(16 − 9) = √7,約 2.65
  3. 題目沒說哪條是斜邊時,兩種都要考慮

答:不一定,可能是 5,也可能是 √7

例 4三邊長 15、36、39 的三角形是直角三角形嗎?

  1. 三個數都除以 3,得到 5、12、13,是常見組合
  2. 檢查:15² + 36² = 225 + 1296 = 1521 = 39²

答:是直角三角形

例 5三邊長 5、6、8 的三角形是直角三角形嗎?

  1. 5² + 6² = 25 + 36 = 61
  2. 8² = 64,61 不等於 64

答:不是直角三角形

3 4 5 的角度不是 30 度和 60 度

常見組合只保證有一個直角,另外兩個角通常不是整數度數。3、4、5 的兩個銳角約是 36.87 度和 53.13 度,很多人誤以為是 30 度和 60 度。30 度、60 度、90 度的直角三角形,最短邊是斜邊的一半,三邊比是 1 : √3 : 2,√3 不是整數,所以這種三角形的三邊不可能都是整數。更多國小到國中的直角三角形整理在直角三角形,畢氏定理為什麼成立可以看畢氏定理證明。

常見問題

畢氏定理常見組合有哪些?

最常見的是 3、4、5,5、12、13,8、15、17,7、24、25,以及它們的倍數,例如 6、8、10 和 10、24、26。

畢氏定理 345 是什麼意思?

直角邊 3 和 4 的直角三角形,斜邊剛好是 5,因為 3² + 4² = 9 + 16 = 25 = 5²。中國古代說成勾三股四弦五。

6、8、10 也是畢氏定理的組合嗎?

是。6、8、10 是 3、4、5 放大 2 倍,6² + 8² = 36 + 64 = 100 = 10²,任何常見組合同乘一個數都還是成立。

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