数学知识点English

有理数比

涉及有理数的比

讲解

Ratios Involving Rational Numbers

1Understanding Ratio as Division and Fraction

比的本质:除法与分数

我们在日常生活中常用 a:ba:b 来比较两个数量。在数学上,比(Ratio)的本质就是除法或分数。

对于任意两个数 aa 和 bb(其中 b≠0b \neq 0):

a:b=a÷b=aba : b = a \div b = \frac{a}{b}

这意味着,比的运算完全可以转化为分数的运算。


为什么「比」没有单位?

这是一个非常经典的 O-Level 考点:比(Ratio)是没有单位的(Dimensionless)。

当两个相同单位的量相除时,单位在分子和分母中被消去了。

例子:
比较 2 kg2\text{ kg} 与 5 kg5\text{ kg} 的比:

2 kg5 kg=25\frac{2\text{ kg}}{5\text{ kg}} = \frac{2}{5}

最终的结果只是一个纯粹的数(25\frac{2}{5} 或 2:52:5),没有任何单位。


含有分数的比:如何化简?

如果比的项中出现了分数(例如有理数比 23:34\frac{2}{3} : \frac{3}{4}),我们通常需要将它化简为最简整数比。

核心方法: 乘以两个分母的最小公倍数(LCM)。

LCM(3,4)=12\text{LCM}(3, 4) = 12

我们将比的两项同时乘以 12:

(23×12):(34×12)=8:9\left(\frac{2}{3} \times 12\right) : \left(\frac{3}{4} \times 12\right) = 8 : 9


思考一个问题

现在你已经掌握了比的定义和化简。请试着思考:

既然比没有单位,那么我们在写出 a:ba:b 之前,对 aa 和 bb 的初始单位有什么要求吗?

比如:50 g:2 kg50\text{ g} : 2\text{ kg} 可以直接写成 50:250 : 2 吗?

我们在下一页讨论这个问题。

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