三角数・四角数の解き方と公式|n×(n+1)÷2 の理由・奇数の和が四角数になる図と例題【中学受験】

三角数・四角数の解き方と公式|n×(n+1)÷2 の理由・奇数の和が四角数になる図と例題【中学受験】

合格大作戦 算数・数学公式辞典 › 数列・規則性

中学受験

三角数=n×(n+1)2,四角数=n×n\text{三角数}=\dfrac{n\times(n+1)}{2},\qquad \text{四角数}=n\times n

1+3+5+…(奇数 n 個)=n×n

この公式のポイント

  • 三角数=1から n までの和=n×(n+1)÷2
  • 同じ三角形を逆さにくっつけると長方形 → 半分
  • 四角数=n×n=奇数 n 個の和(L字に分ける)
  • となり合う三角数の和は四角数
うかるくん

うかるくん

三角数って、なんで n×(n+1)÷2 で求められるの?

合格先生

合格先生

同じ三角形を逆さにくっつけると、たて n、よこ n+1 の長方形になる。三角数はその半分だ。

三角数・四角数の公式

ご石を正三角形の形に並べたときの個数を三角数、正方形の形に並べたときの個数を四角数(平方数)といいます。

三角数・四角数

三角数:1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, 55, …

n番目の三角数=1+2+⋯+n=n×(n+1)2n\text{番目の三角数}=1+2+\cdots+n=\dfrac{n\times(n+1)}{2}

四角数:1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100, …

n番目の四角数=n×n=1+3+5+⋯+(2×n−1)n\text{番目の四角数}=n\times n=1+3+5+\cdots+(2\times n-1)

となり合う2つの三角数を足すと四角数(例:6+10=16)

三角数四角数1番目:11番目:12番目:32番目:43番目:63番目:94番目:104番目:16
三角数(上)は正三角形、四角数(下)は正方形の形に並べたご石の数

なぜ「n×(n+1)÷2」になるのか

三角数は、1段目に1個、2段目に2個、…、n段目に n 個なので、1から n までの整数の和です。これを1つずつ足すのは大変です。

そこで、同じ三角形をもう1つ用意して、逆さにしてくっつけます。すると、たてが n 個、よこが n+1 個の長方形になります。長方形のご石は n×(n+1) 個で、三角形はその半分なので、n×(n+1)÷2 個です。

たて 4よこ 5(=4+1)青 10個橙 10個4×5=20 の半分 → 4番目の三角数は 10
同じ三角形を逆さにしてくっつけると長方形。三角数はその半分

四角数が「奇数の和」になるわけ

正方形に並べたご石を、左上からL字に分けていくと、1個、3個、5個、7個、…と2個ずつ増えます(たてに1個、よこに1個のびるから)。だから n×n は、1から始まる奇数を n 個足した数です。

また、正方形をななめに分けると、となり合う2つの三角数になります。だから「3番目の三角数+4番目の三角数=4番目の四角数」(6+10=16)です。

L字に分けるななめに分ける1+3+5+7=16奇数を4個足すと 4×46+10=163番目+4番目の三角数
L字に分けると奇数の和、ななめに分けると2つの三角数

中学受験(算数)での使い方

中学受験

例題1(三角数)

ご石を、1段目に1個、2段目に2個、3段目に3個、…と正三角形の形に並べます。10段並べると、ご石は全部で何個ですか。

解き方

10番目の三角数です。10×(10+1)÷2=10×11÷2=55(個)。

答え 55個

中学受験

例題2(奇数の和)

1+3+5+7+…+19 を計算しなさい。

解き方

1から19までの奇数は (19+1)÷2=10(個)。奇数を1から10個足すと四角数 10×10 になります。

答え 100

中学受験

例題3(何段か求める)

ご石を例題1と同じように正三角形の形に並べたら、ちょうど210個使いました。何段並べましたか。

解き方

段の数を n とすると、n×(n+1)÷2=210 なので n×(n+1)=420。

420 は 20×20=400 に近いので、20×21=420 を見つけます。n=20。

答え 20段

よくある間違い

腕でバツを作る合格先生

合格先生

n×(n+1) のまま答えにしてはだめだ。それは三角形2つ分。最後に2でわるんだぞ。

  • 2でわるのを忘れる:n×(n+1) は三角形2つ分。三角数はその半分。
  • 奇数の個数をまちがえる:1から19までの奇数は19個ではなく (19+1)÷2=10 個。
  • 三角数と四角数を取りちがえる:三角数は 1, 3, 6, 10、四角数は 1, 4, 9, 16。

練習問題

指さして説明するサクラちゃん

サクラちゃん

ご石を思いうかべて、長方形を作ってみよう!

  1. 中学受験 15番目の三角数を求めなさい。
    答えと解説を見る15×16÷2=120。答え 120
  2. 中学受験 1+3+5+…+39 を計算しなさい。
    答えと解説を見る奇数の個数は (39+1)÷2=20 個なので、20×20=400。答え 400
  3. 中学受験 8番目の三角数と9番目の三角数の和を求めなさい。
    答えと解説を見る8×9÷2=36、9×10÷2=45 で、36+45=81。となり合う三角数の和なので 9×9=81 と同じ。答え 81

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よくある質問

三角数とは?

ご石を正三角形の形に並べたときの個数で、1, 3, 6, 10, 15, … と続く数です。n番目は1からnまでの和です。

三角数の公式は?

n番目の三角数は n×(n+1)÷2 です。同じ三角形を逆さにくっつけると、たてn、よこn+1の長方形になるからです。

四角数とは?

ご石を正方形の形に並べたときの個数で、1, 4, 9, 16, … と続きます。n番目は n×n で、平方数ともいいます。

1+3+5+…の和の求め方は?

1から始まる奇数を n 個足すと n×n になります。1から19までなら奇数は10個なので100です。

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出典・参考

    最終更新:2026年10月11日/作成:大学受験合格大作戦