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數學公式

這頁把國中三年會用到的數學公式整理成一張大表。我們依照國一、國二、國三的順序排好,每條公式旁邊都寫了它什麼時候可以用,還有簡單的說明。如果你想看完整的思考過程和更多例子,可以點進去各個主題的頁面看。

公式裡面的字母其實代表數字。例如 a 和 b 可以代表任何數字,n 則代表項數或邊數。從國中開始,我們用 π 這個符號來表示圓周率,不再直接寫成 3.14 了。

最常用的五條

  • 乘法公式有兩個常用的。第一個是 (a + b)² = a² + 2ab + b²,第二個是 (a + b)(a − b) = a² − b²。
  • 解一元二次方程式時,有一個通用的公式:x = (−b ± √(b² − 4ac)) ÷ 2a。
  • 畢氏定理是用在直角三角形裡的。直角三角形有兩條短邊叫做股,分別用 a 和 b 表示,那條最長的斜邊叫做斜邊,用 c 表示。它們的關係是 a² + b² = c²。
  • 要算多邊形裡面所有角的總和,可以用這個公式:(n − 2) × 180 度。這裡的 n 就是多邊形的邊數。
  • 弧長 = 2πr × 圓心角 ÷ 360,扇形面積 = πr² × 圓心角 ÷ 360。

國一數學公式:指數、科學記號和運算規律

國一的公式以數的運算為主。指數律裡的 m、n 是 0 或正整數,相除的公式要 m 大於或等於 n。

同底數相乘aᵐ × aⁿ = aᵐ⁺ⁿ例如 2³ × 2⁴ = 2⁷,詳細在指數律。
同底數相除aᵐ ÷ aⁿ = aᵐ⁻ⁿa 不能是 0,例如 2⁸ ÷ 2⁶ = 2²。
次方的次方(aᵐ)ⁿ = aᵐⁿ指數相乘,例如 (2³)² = 2⁶,因為 3 × 2 = 6。
乘積的次方(a × b)ⁿ = aⁿ × bⁿ例如 (2 × 3)² = 2² × 3² = 36。
零次方a⁰ = 1a 不能是 0。
科學記號a × 10ⁿ,1 ≤ a < 10很大的數 n 是正整數,很小的數 n 是負整數,例如 0.000056 = 5.6 × 10⁻⁵,詳細在科學記號。
分配律a × (b + c) = a × b + a × c去括號時常用,也是乘法公式的基礎。
去括號−(a + b) = −a − b,−(a − b) = −a + b括號前面是負號,括號裡每一項都要變號,常和負數一起出現。
數線上兩點的距離|a − b|數線上 a、b 兩點的距離,例如 −3 和 5 相距 |−3 − 5| = 8,可以看絕對值。
平均數資料總和 ÷ 資料個數中位數要先由小到大排好再找中間,見中位數。

國二數學公式:乘法公式、根號、方程式和數列

國二的代數公式都是好朋友,它們彼此都連在一起。乘法公式如果反過來用,就是因式分解。因式分解和公式解,都是用來解一元二次方程式的工具。

和的平方(a + b)² = a² + 2ab + b²例如 102² = 10000 + 400 + 4 = 10404,詳細在乘法公式。
差的平方(a − b)² = a² − 2ab + b²例如 99² = 10000 − 200 + 1 = 9801。
平方差(a + b)(a − b) = a² − b²例如 98 × 102 = 100² − 2² = 9996,反過來用就是因式分解。
多項式相乘(a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd每一項都要乘到,見多項式。
根號相乘√a × √b = √(a × b)a、b 都要大於或等於 0,例如 √2 × √8 = √16 = 4,詳細在根號。
根號相除√a ÷ √b = √(a ÷ b)這裡要記得,a 要大於或等於 0,b 要大於 0。根號裡面加東西,不能拆開來算喔。比如說 √(9 + 16) 是不等於 √9 + √16 的。
平方再開根號√(a²) = |a|我們來看個例子,比如說 √((−3)²) = √9 = 3。
一元二次方程式公式解ax² + bx + c = 0 的解是 x = (−b ± √(b² − 4ac)) ÷ 2a這裡的 a 不能是 0 喔,詳細的說明在一元二次方程式公式解裡面。
判別式b² − 4ac如果大於 0 就有兩個不同的解,等於 0 就有兩個相同的解,小於 0 在國中的範圍裡沒有解,可以去看一元二次方程式。
等差數列第 n 項aₙ = a₁ + (n − 1) × d這裡的 a₁ 是第一個數字,叫做首項,d 是每次增加的固定數字,叫做公差,詳細在等差數列公式。
等差級數和Sₙ = (a₁ + aₙ) × n ÷ 2 = [2a₁ + (n − 1) × d] × n ÷ 2比如說 1 + 2 + … + 100 = (1 + 100) × 100 ÷ 2 = 5050,可以去看等差級數公式。
等比數列第 n 項aₙ = a₁ × rⁿ⁻¹r 是公比,就是後一個數是前一個數的幾倍。例如 3、6、12、24 的第 5 項是 3 × 2⁴ = 48,見等比數列公式。
一次函數y = ax + b這種圖形畫出來是一條直線;如果 a 是 0,它就變成常數函數 y = b,畫出來是一條水平線。

國二數學公式:幾何

國二的幾何公式多半和三角形、多邊形有關,下面的 n 代表多邊形的邊數,a 代表邊長。

凸多邊形內角和(n − 2) × 180°例如五邊形的內角和是 540 度、六邊形是 720 度,詳細在多邊形內角和公式。
正 n 邊形每個內角(n − 2) × 180° ÷ n例如正六邊形每個內角都是 120 度。
三角形的外角外角 = 兩個內對角的和三角形的三個內角加起來是 180 度,見三角形內角和。
平行線的截角同位角相等,內錯角相等,同側內角互補當兩條像鐵軌一樣永遠不會碰在一起的平行線,被另一條直線切過去時,這個規則才成立。想了解更多可以看看平行線和內錯角。
畢氏定理a² + b² = c²在直角三角形裡,a 和 b 是兩條比較短的邊,叫做股,c 是最長的那條邊,叫做斜邊。常見的整數組合有 3、4、5 和 5、12、13,詳細內容在畢氏定理。
正三角形的高高 = (√3 ÷ 2) × a這個公式是用畢氏定理想出來的,裡面的 a 代表邊長。
正三角形的面積面積 = (√3 ÷ 4) × a²換句話說,就是 a × 高 ÷ 2。
兩點距離公式A(a, b)、B(c, d) 的距離 = √((a − c)² + (b − d)²)例如 (1, 2) 和 (4, 6) 這兩個點之間的距離是 5,詳細說明在兩點距離公式。
梯形兩腰中點連線長度 = (上底 + 下底) ÷ 2這條線段和上下底平行。

國三數學公式:相似、圓、三心、二次函數和機率

國三學的公式主要是關於圓和三角形的。下面寫到的 r 代表半徑,就是從圓的中心量到圓邊上的長度。θ 代表圓心角的度數,就是圓中心那個角的幾度。

相似三角形的面積比面積比 = 對應邊長比的平方如果兩個三角形邊長比是 3 : 5,那它們的面積比就會變成 9 : 25,更多細節在相似三角形。
30 度、60 度、90 度三角形邊長比 = 1 : √3 : 2這裡的數字依序對應 30 度、60 度、90 度這三個角所對著的邊。
45 度、45 度、90 度三角形邊長比 = 1 : 1 : √2這種三角形也就是等腰直角三角形。
圓弧長弧長 = 2πr × θ ÷ 360更多細節在弧長公式。
扇形面積扇形面積 = πr² × θ ÷ 360 = 弧長 × r ÷ 2在國小算的時候,圓周率通常用 3.14,可以參考扇形面積公式。
圓周角圓周角 = 所對弧的度數 ÷ 2如果你從圓上同一條弧的兩個端點,各連一條線到圓上另外一個點,這樣形成的角叫做圓周角。這個圓周角的度數,剛好是圓心角的一半。特別要注意的是,如果那條弧剛好是半圓,那麼圓周角就是 90 度。
圓內接四邊形對角相加 = 180°這個性質只有在四邊形的四個頂點,都正好畫在同一個圓上面時才成立。
三角形面積和內切圓面積 = 周長 × 內切圓半徑 ÷ 2三角形裡面有一個點叫做內心。它是三條角平分線交在一起的地方。角平分線就是把一個角平均切成兩半的那條線。內心到三角形三條邊的距離都是相等的。
直角三角形的內切圓半徑(兩股和 − 斜邊) ÷ 2舉個例子,如果有一個直角三角形,它的兩條直角邊長分別是 3 和 4,斜邊長是 5。那這個三角形裡面能畫出的最大圓,也就是內切圓,它的半徑長度就是 1。
直角三角形的外接圓外接圓半徑 = 斜邊 ÷ 2在直角三角形裡,外心的位置很特別。外心是三角形三邊垂直平分線交會的那個點。在直角三角形中,這個點正好就在斜邊的中點上。
重心重心到頂點的距離 = 重心到對邊中點距離 × 2三角形的中線是連接一個頂點和對面那條邊中點的線。如果把三條中線全都畫出來,它們會把三角形切成六塊。這六塊的形狀雖然長得不一樣,但面積都是一模一樣的。
直圓錐的側面積側面積 = π × r × 母線長把圓錐的側面攤平,會變成一個像扇子一樣的形狀。把這個扇形的面積,加上底面圓形的面積 πr²,就是整個圓錐的表面積。你可以去對照圓錐體面積公式看看。
二次函數頂點式y = a(x − h)² + k 的頂點是 (h, k),對稱軸是 x = h如果 a 大於 0,圖形開口朝上,最低點的高度是 k;如果 a 小於 0,圖形開口朝下,最高點的高度是 k。詳細內容在二次函數頂點和二次函數。
四分位距和全距四分位距 = 第 3 四分位數 − 第 1 四分位數,全距 = 最大值 − 最小值更詳細的說明在四分位數。
古典機率機率 = 符合的情況數 ÷ 所有可能的情況數這個算法有個前提,就是每種情況發生的機會要一樣多。例如擲骰子,出現偶數的機率是 3 ÷ 6 = 1/2。更多內容見機率與統計。

公式怎麼用:三個例子

背下公式很重要,但更要知道什麼時候該用哪一條。下面三道題各用一條公式,每一步都要寫出來。

例 11 + 2 + 3 + … + 100 = ?

  1. 這是首項 1、末項 100、共 100 項的等差級數
  2. 用等差級數和:(首項 + 末項) × 項數 ÷ 2
  3. (1 + 100) × 100 ÷ 2 = 5050

答:5050

例 2直角三角形的兩股是 5 和 12,斜邊多長?

  1. 用畢氏定理:斜邊² = 5² + 12²
  2. 25 + 144 = 169
  3. 斜邊 = √169 = 13

答:13

例 3用公式解解 x² − 5x + 6 = 0。

  1. a = 1,b = −5,c = 6
  2. 判別式 b² − 4ac = 25 − 24 = 1,大於 0,有兩個不同的解
  3. x = (5 ± √1) ÷ 2 = (5 ± 1) ÷ 2
  4. x = 3 或 x = 2

答:x = 2 或 x = 3

一元二次方程式計算機:公式解算給你看

公式解是國中數學裡最常用到、但也很容易算錯的公式。你只要把 ax² + bx + c = 0 裡面的 a、b、c 三個數字填進去,就能算出判別式和公式解。預設的 1、−5、6 這三個數字,就是上面第三題的內容。

方程式寫成 a x² + b x + c = 0,輸入 a、b、c,可以是負數或小數,a 不能是 0。

I love you 數學公式是什麼

網路上有一個很有趣的 I love you 數學公式。如果把不等式 9x − 7i > 3(3x − 7u) 一步一步化簡,最後會變成 i < 3u。看起來就像 i <3 u,而 <3 是網路上常用來表示愛心的符號。這其實是一題很好的不等式練習,關鍵是兩邊除以負數時不等號要反過來,詳細可以看一元一次不等式。

例 1化簡 9x − 7i > 3(3x − 7u)。

  1. 右邊用分配律展開:3(3x − 7u) = 9x − 21u
  2. 不等式變成 9x − 7i > 9x − 21u
  3. 兩邊同減 9x:−7i > −21u
  4. 兩邊同時除以 −7,不等號的方向要反過來:i < 3u

答:i < 3u

數學公式怎麼記比較不會忘

想把公式大全一次背完,很容易忘記。比較好的方法是把公式和它想出來的過程連在一起記。國中很多公式其實是同一件事換了不同樣子,只要記得它是怎麼想出來的,就算忘了公式也能重新推回來。

  • 乘法公式可以用面積來記:(a + b)² 就是邊長為 a + b 的正方形,把它切成 a²、b² 和兩塊 ab。
  • 多邊形內角和可以用切三角形來記:從一個頂點畫對角線(就是從一個角連到對面那個角的直線),n 邊形可以切成 n − 2 個三角形,每個三角形內角和是 180 度。
  • 等差級數可以用倒過來相加來記:1 + 2 + … + 100 正著寫一次、倒著寫一次,每一對加起來都是 101。
  • 扇形面積可以用比例來記:圓心角 θ 度就是整個圓的 θ ÷ 360,弧長也是一樣。
  • 計算兩個點之間的距離,要用到畢氏定理。你先把兩個點的橫坐標相減,再拿兩個點的縱坐標相減,這兩個差值剛好就是直角三角形的兩條直角邊,也就是我們常說的兩股。

常見問題

國中數學公式有哪些一定要會?

最常用的是指數律、乘法公式、一元二次方程式公式解、等差數列和等差級數、多邊形內角和、畢氏定理、兩點距離公式、弧長和扇形面積、相似三角形面積比,以及二次函數的頂點式。這頁依國一到國三整理在上面。

I love you 數學公式怎麼算?

常見的題目長這樣:9x − 7i > 3(3x − 7u)。先把右邊的括號打開,變成 9x − 21u。接著兩邊同時減去 9x,得到 −7i > −21u。然後兩邊同時除以 −7,因為除以負數,不等號的方向要反過來,最後就得到 i < 3u。

國中的圓周率要用 3.14 還是 π?

國小題目通常用 3.14 來計算;到了國中開始用 π 這個符號代表圓周率,答案通常會保留 π,例如半徑是 6、圓心角是 60 度的扇形面積,就寫成 6π。如果題目有特別規定要算出近似值,那就照題目要求來計算。

延伸學習