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第8章 比、比例與單位

本章小節
  1. 8.1 先說清楚比的是誰
  2. 8.2 比例式與相同倍率
  3. 8.3 速率是兩種量之間的比
  4. 8.4 比例尺先保持同一單位
  5. 8.5 面積單位不能只乘一次換算倍率
  6. 8.6 常見錯誤
  7. 8.7 練習
  8. 8.8 完整解答
  9. 8.9 本章回顧

「甲有2份、乙有3份」可以寫成甲與乙的比為2:3。但甲佔總量的份額不是2/3,而是2/(2 + 3)。只差一句話,分母所指的基準就變了。

本章讀完,你應能分清部分比部分與部分比整體,使用比例求量,並在單位一致的前提下處理速率與比例尺。

8.1 先說清楚比的是誰

同類量的比,可以在統一單位後比較。例如2公尺比3公尺是2:3;若寫200公分比3公尺,必須先換成相同單位,不能直接讀成200:3。

比的次序也有意義。甲比乙是2:3,不表示乙比甲也為2:3;反過來應是3:2。

同一個比的兩項同乘或同除合格的非零數,可得到等值比。用非負數量分組時,本章採正倍率,並保留實際單位和數量限制。

例題1 甲、乙兩種飲料按2:3配成25公升

  1. 甲與乙合起來共有2 + 3 = 5份。
  2. 總量25公升分成5等份,每份是25 ÷ 5 = 5公升。
  3. 甲有2份,所以甲的體積是2 × 5 = 10公升。
  4. 乙有3份,所以乙的體積是3 × 5 = 15公升。
  5. 檢查總量:10 + 15 = 25;檢查比值:10:15約成2:3。

一條總量25公升的長條分成5等份,甲取2份為10公升,乙取3份為15公升。

在這個模型裡,我們假定體積可直接相加。實際混合情況若不符合這個模型,要改用適當的條件,不能只因算式正確就忽略假設。

甲佔總量的比值是10/25 = 2/5;甲比乙則是10/15 = 2/3。這兩個分數回答不同問題,沒有矛盾。

8.2 比例式與相同倍率

若a/b = c/d,且b、d都非零,把等式兩邊同乘bd,可得到ad = bc。這就是常見的交叉相乘;它依賴分母非零,而不是看見四個數就任意畫叉。

在具體比例題裡,也可先找每一份或共同倍率。例如□/5 = 12/15,因為12/15 = 4/5,所以方框是4。

若題目涉及物件個數,還要檢查結果是否符合整數要求;涉及長度或體積,則應保留相應單位。

8.3 速率是兩種量之間的比

速率會把不同單位連接起來,例如公里除以小時,得到公里/小時。它不是把兩個同類物件的個數比在一起。

例題2 150公里用了2.5小時

  1. 平均速率按總路程除以總時間定義。
  2. 150 ÷ 2.5 = 60,因此平均速率是60公里/小時。
  3. 把時間換回檢查:2.5小時 × 60公里/小時 = 150公里。
  4. 這只描述整段的平均,不表示每一瞬間都以60公里/小時移動。

如果另有條件說接下來15分鐘維持這個速率,15分鐘是15/60 = 1/4小時,才可推得路程60 × 1/4 = 15公里。

不能把15分鐘直接當成15小時,也不能在沒有恆定速率條件時,把平均值當成任意一小段的確切速率。

8.4 比例尺先保持同一單位

例題3 比例尺1:50000的圖上3公分

  1. 比例尺1:50000表示圖上長度與模型中的地面長度之比,兩邊先用同一單位。
  2. 圖上1公分對應50000公分;3公分對應3 × 50000 = 150000公分。
  3. 每100公分是1公尺,所以150000公分 = 1500公尺。
  4. 每1000公尺是1公里,所以1500公尺 = 1.5公里。

雙刻度對照:圖上0至3公分,對應地面模型0至1500公尺;兩條刻度使用相同比例位置。

回查:1.5公里 = 150000公分,再除以50000,得到圖上3公分。這是所用模型中的對應長度,不額外保證某條道路的實際行走距離。

8.5 面積單位不能只乘一次換算倍率

1平方公尺,寫作1 m²,是邊長1公尺的正方形面積。每邊1公尺都等於100公分,所以同一正方形以公分量邊,面積是100 × 100 = 10000平方公分。

因此1 m² = 10000 cm²,而不是100 cm²。兩個方向的長度都換了單位,面積的換算就要同時考慮兩個方向。數的平方會在下一章進一步討論。

同樣,遇到速率時要分別處理路程與時間。例如公分/秒改成公尺/秒,只改路程單位;若要再改成公尺/分鐘,時間單位也必須另行換算。

8.6 常見錯誤

8.7 練習

  1. B01-C08-Q01:甲與乙的量比為3:2,總量40,求甲與乙各是多少。
  2. B01-C08-Q02:把4:6改成最簡整數比。
  3. B01-C08-Q03:求□/5 = 12/15中的方框值。
  4. B01-C08-Q04:2公尺35公分等於多少公分?
  5. B01-C08-Q05:72公里用了1.5小時,平均速率是多少公里/小時?
  6. B01-C08-Q06:1平方公尺等於多少平方公分?說明兩個方向的換算。
  7. B01-C08-Q07:比例尺1:1000的圖上4公分,對應模型中的多少公尺?
  8. B01-C08-Q08:甲與乙的比為2:3時,甲佔總量2/3嗎?說明正確比值。

8.8 完整解答

Q01

共有3 + 2 = 5份,每份40 ÷ 5 = 8。甲是3 × 8 = 24,乙是2 × 8 = 16。檢查24 + 16 = 40,且24:16約成3:2。

Q02

兩項同除以2,4:6 = 2:3。比值4/6與2/3相等,而不是只把其中一項改小。

Q03

12/15的分子、分母同除以3,得到4/5,因此方框是4。回查4 × 15 = 5 × 12 = 60。

Q04

2公尺是200公分,再加35公分,得到235公分。不能把2和35直接相加後寫成37公分,因為原來的單位不同。

Q05

平均速率是72 ÷ 1.5 = 48公里/小時。檢查48 × 1.5 = 72;這不額外指定任意時刻的瞬時速率。

Q06

邊長1公尺的正方形,每邊都是100公分,所以面積是100 × 100 = 10000平方公分。換算倍率出現兩次,因為面積涉及兩個長度方向。

Q07

先用公分:4 × 1000 = 4000公分。再除以100換成公尺,得到40公尺。

Q08

不是。甲2份、乙3份,總量是5份,所以甲佔總量2/5。2/3是甲與乙相比的比值,分母不是總量。

8.9 本章回顧

比、百分率與速率都需要先辨認比較對象和基準量。比例式要保留分母資格,數量要帶正確單位。下一章會把重複相乘整理成冪,再分清平方、平方根、絕對值和近似。