率、比及估算|正比與反比

文章摘要

本文涵蓋 率、比、正比例、反比例及估算 的核心技巧—— 這是 DSE 卷一甲部(1)經常出現的課題,佔 3–5 分。你將學習如何 化簡比、運用比例常數解 正比例及反比例 問題、 在現實情境中轉換 率與比,以及應用 估算技巧 近似計算數值。文章包括逐步例題、DSE 應試技巧、練習題及 10 題功課(附詳細題解)。 這些都是 必取分數,每位考生都應該穩握。

學習目標

完成本文後,你應能夠:

  • 化簡 比,並以最簡形式表達。
  • 解 涉及 正比例 的問題,運用比例常數。
  • 解 涉及 反比例 的問題,運用比例常數。
  • 在現實情境中 轉換 率 與 比。
  • 應用 估算 技巧近似計算數值。
  • 在文字題中 區分 正比例與反比例。

1. 引言:為何這課題重要?

率、比及比例的題目 每年 都在 DSE 卷一甲部(1)出現。題目可能要求你:

  • 化簡比或在比例中求未知數
  • 解正比例或反比例問題
  • 運用四捨五入或近似估算數值

只要掌握規則,這些都是穩陣分數——切勿失分!

DSE 應試提示

率、比及比例的題目通常以 短答題 形式出現在甲部(1),每題 2–3 分,測試你的基本運算及代數能力。

2. 比(Ratio)

比 用來比較兩個或以上同類量的關係,可寫成 \( a:b \) 或 \( a:b:c \)。

化簡比

要化簡比,將所有項除以它們的 最大公因數(HCF)。

例子

比最簡形式方法
\( 12:18 \)\( 2:3 \)除以 HCF = 6
\( 0.5:1.5 \)\( 1:3 \)乘以 10,再除以 HCF = 5
\( \frac{1}{2}:\frac{1}{3} \)\( 3:2 \)乘以分母的 LCM(6)
\( 2.4:3.6:4.8 \)\( 2:3:4 \)乘以 10,再除以 HCF = 12
DSE 記憶口訣

化簡比時,記得 除以 HCF——就像化簡分數一樣!

在比例中求未知數

若 \( a:b = c:d \),則 \( ad = bc \)(交叉相乘)。

例題

若 \( 3:5 = x:15 \),求 \( x \)。

\( 3 \times 15 = 5 \times x \) → \( 45 = 5x \) → \( x = 9 \)

3. 率(Rate)

率 用來比較兩個 不同種類 的量,例如速率(km/h)、密度(g/cm³)或人口密度(人/km²)。

單位轉換

率轉換方法
速率:\( \text{km/h} \to \text{m/s} \)乘以 \( \frac{5}{18} \)
速率:\( \text{m/s} \to \text{km/h} \)乘以 \( \frac{18}{5} \)
密度:\( \text{g/cm}^3 \to \text{kg/m}^3 \)乘以 1000
例題

將 \( 72 \text{ km/h} \) 轉換為 \( \text{m/s} \)。

\( 72 \times \frac{5}{18} = 20 \text{ m/s} \)

4. 正比例(Direct Proportion)

兩個量 \( x \) 和 \( y \) 成 正比例,若:

$$ y = kx $$

其中 \( k \) 是 比例常數。

當 \( x \) 增加,\( y \) 以 相同比例 增加。

主要性質

  • \( y \) 對 \( x \) 的圖像是通過原點的 直線。
  • \( \frac{y}{x} = k \)(常數)。

例題

題目:\( y \) 與 \( x \) 成正比例。當 \( x = 4 \) 時,\( y = 20 \)。求 \( x = 7 \) 時的 \( y \)。

題解

\( y = kx \) → \( 20 = k \times 4 \) → \( k = 5 \)

\( y = 5 \times 7 = 35 \)

答案:\( y = 35 \)

5. 反比例(Inverse Proportion)

兩個量 \( x \) 和 \( y \) 成 反比例,若:

$$ y = \frac{k}{x} $$

其中 \( k \) 是 比例常數。

當 \( x \) 增加,\( y \) 按比例 減少。

主要性質

  • \( y \) 對 \( x \) 的圖像是 雙曲線。
  • \( xy = k \)(常數)。

例題

題目:\( y \) 與 \( x \) 成反比例。當 \( x = 3 \) 時,\( y = 12 \)。求 \( x = 6 \) 時的 \( y \)。

題解

\( y = \frac{k}{x} \) → \( 12 = \frac{k}{3} \) → \( k = 36 \)

\( y = \frac{36}{6} = 6 \)

答案:\( y = 6 \)

DSE 常見錯誤

切勿混淆正比例與反比例。正比例中 \( \frac{y}{x} \) 是常數;反比例中 \( xy \) 是常數。

6. 估算(Estimation)

估算 是運用四捨五入或其他技巧近似計算數值。在 DSE 中,你可能需要將數字四捨五入至 1 位有效數字來估算。

估算規則

  1. 將每個數字四捨五入至 1 位有效數字。
  2. 用四捨五入後的數字進行計算。
例題

估算 \( \frac{48.3 \times 19.8}{5.02} \)。

四捨五入:\( 48.3 \approx 50 \),\( 19.8 \approx 20 \),\( 5.02 \approx 5 \)

\( \frac{50 \times 20}{5} = \frac{1000}{5} = 200 \)

估算答案:200

7. 例題

例題 1:化簡比

題目:化簡 \( 0.25:0.75:1.25 \)。

題解

乘以 100:\( 25:75:125 \)

除以 HCF = 25:\( 1:3:5 \)

答案:\( 1:3:5 \)

例題 2:正比例

題目:\( y \) 與 \( x \) 的平方成正比例。當 \( x = 2 \) 時,\( y = 12 \)。求 \( x = 5 \) 時的 \( y \)。

題解

\( y = kx^2 \) → \( 12 = k \times 4 \) → \( k = 3 \)

\( y = 3 \times 25 = 75 \)

答案:\( y = 75 \)

例題 3:反比例

題目:6 名工人需 8 天完成一項工程。4 名工人完成同一項工程需多少天?(假設所有工人工作效率相同)

題解

工人數與天數成 反比例。

\( \text{工人數} \times \text{天數} = k \)

\( 6 \times 8 = 48 \) → \( k = 48 \)

\( 4 \times \text{天數} = 48 \) → \( \text{天數} = 12 \)

答案:12 天

8. DSE 風格練習題

甲部(1)風格

題目 1 MC
化簡 \( 0.6:1.2:2.4 \)。
A. \( 1:2:4 \)     B. \( 2:4:8 \)     C. \( 3:6:12 \)     D. \( 1:2:3 \)

題目 2 MC
若 \( y \) 與 \( x \) 成正比例,且當 \( x = 3 \) 時 \( y = 18 \),求 \( x = 7 \) 時的 \( y \)。
A. \( 30 \)     B. \( 36 \)     C. \( 42 \)     D. \( 54 \)

題目 3 短答
若 \( x:y = 5:7 \) 且 \( x = 20 \),求 \( y \)。

題目 4 短答
將 \( \frac{38.7 \times 21.3}{4.98} \) 四捨五入至 1 位有效數字進行估算。

題目 5 MC
若 \( y \) 與 \( x \) 成反比例,且當 \( x = 4 \) 時 \( y = 10 \),求 \( x = 8 \) 時的 \( y \)。
A. \( 5 \)     B. \( 10 \)     C. \( 20 \)     D. \( 40 \)

9. 題解

題目 1: A. \( 1:2:4 \)
乘以 10:\( 6:12:24 \)。除以 HCF = 6:\( 1:2:4 \)。
題目 2: C. \( 42 \)
\( y = kx \) → \( 18 = k \times 3 \) → \( k = 6 \)。
\( y = 6 \times 7 = 42 \)。
題目 3: \( y = 28 \)
\( \frac{x}{y} = \frac{5}{7} \) → \( \frac{20}{y} = \frac{5}{7} \) → \( 5y = 140 \) → \( y = 28 \)。
題目 4: 160
四捨五入:\( 38.7 \approx 40 \),\( 21.3 \approx 20 \),\( 4.98 \approx 5 \)。
\( \frac{40 \times 20}{5} = \frac{800}{5} = 160 \)。
題目 5: A. \( 5 \)
\( xy = k \) → \( 10 \times 4 = 40 \) → \( k = 40 \)。
\( y \times 8 = 40 \) → \( y = 5 \)。

基礎練習

點擊下列鏈接查閱:
 練習編 - 率、比及估算|正比與反比

重點總結

你必須記住的重點
  • 比:將所有項除以 HCF 來化簡。
  • 正比例:\( y = kx \) → \( \frac{y}{x} = k \)(常數)。
  • 反比例:\( y = \frac{k}{x} \) → \( xy = k \)(常數)。
  • 估算:將每個數字四捨五入至 1 位有效數字,然後計算。
  • 率:比較兩個 不同種類 的量(例如 km/h)。
  • 這課題保證在 DSE 卷一甲部(1)有 3–5 分——這些是 必取分數!

複習清單

  • 化簡比:除以 HCF
  • 正比例:\( y = kx \)
  • 反比例:\( y = \frac{k}{x} \)
  • 估算:四捨五入至 1 位有效數字,然後計算
  • 率轉換:\( \text{km/h} \times \frac{5}{18} = \text{m/s} \)
  • 比例問題:交叉相乘 \( ad = bc \)
  • 檢查答案是否符合題意
  • 切勿混淆正比例與反比例