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任務 01

我的數學塗鴉筆記:比與比值(認識前項、後項與調飲最簡比) 🧭

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【核心任務情境】
:夏日清涼特調配方大公開!
小明在飲品店打工調製招牌檸檬水,標準黃金配方為「檸檬原汁 120 毫升」加上「純水 300 毫升」。
(1) 檸檬原汁與純水的體積比是多少?其比值是多少?
(2) 怎樣將這個比化為「最簡整數比」?最簡整數比有什麼嚴格規定?

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比與比值圖解
💡 怪獸偵探看圖心得:
• 看圖破案小秘訣:細心比對圖像中的數字與箭頭變化,動手標註重點!

💡 偵探白話筆記 (思考步驟) (點擊空格顯現答案)

  • 【認清前後兩項】:

    比的符號記為「:」。寫在前面的數稱為 前項,寫在後面的數稱為 後項。
    「120 毫升檸檬汁 : 300 毫升水」記作 120 : 300。前後順序絕對不可任意顛倒!
  • 【比值就是除法】:

    比值 = 前項 ÷ 後項。本題比值 = 120 ÷ 300 =
    120300
    = 2/5。
    ⚠️ 破案紅線:比的後項絕對不能為 0!(因為除數不可為 0)。比值可以是整數、小數或分數。
  • 【比的基本性質與最簡化】:

    比的前項與後項同乘或同除以一個 不為 0 的數,其比值維持不變!
    同除以最大公因數 gcd(120, 300) = 60 → 得到最簡整數比為 2 : 5。
    (最簡整數比要求前項與後項皆為整數,且兩數互為 互質)

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【即時挑戰 1】:
(1) 爸爸調配粉刷油漆,用藍色油漆 450 毫升混入白色油漆 750 毫升:
  • 藍漆與白漆的體積比為 450 : 750。
  • 化為最簡整數比為 3 : 5,其比值為 3/5。
(2) 化簡下列各比為最簡整數比:
  • 分數比:
23
:
45
= 同乘 15 = 10 : 12 = 5 : 6。
  • 小數比:1.2 : 0.45 = 同乘 100 = 120 : 45 = 同除以 15 = 8 : 3。
(3) 若甲 : 乙 = 4 : 9,則下列敘述何者正確?答案:【B】
  Ⓐ 甲是乙的
94
倍     Ⓑ 甲是乙的
49
倍     Ⓒ 乙是甲的
49
倍
偵探自我檢核: [   ] 我能正確理解本題的解題核心觀念。 [   ] 我能細心驗算並確認答案的合理性。
觀念釐清小撇步:【教師教學導引 & 核心提問】:
• 生活情境連結:調配飲品是最直觀的比與比值概念。讓學生體會「2 杯濃縮加 5 杯水」與「4 杯濃縮加 10 杯水」喝起來甜度相同,這就是比值相等。
• 後項不能為 0 的本質:比值即除法 a/b,除數不能為 0,因此比的後項永遠不可為 0。
• 化簡口訣:分數比先「同乘分母公倍數」化為整數,小數比先「同乘 10 的次方」化為整數,最後再「同除最大公因數」達到互質。
任務 02

我的數學塗鴉筆記:比例式黃金定理——微笑乘法(外項乘積=內項乘積) 🧭

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【核心任務情境】
:比例天平的平衡密碼!
古代天平兩端各放著一組比。當兩個比相等時,寫作 a : b = c : d,這稱為「比例式」。
探究挑戰:若 (x + 3) : 6 = 5 : 2,請問天平兩端的 x 究竟是多少?如何利用幾何笑臉連線秒殺破案?

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微笑乘法比例式圖解
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  • 【連出微笑曲線】:

    在比例式 a : b = c : d 中:
    位在最外側兩端的 a 與 d 稱為 外項;位在中間內側的 b 與 c 稱為 內項。
  • 【黃金定理:外項乘積 = 內項乘積】:

    因為兩邊比值相等:
    ab
    =
    cd
    ,等號兩邊交叉相乘同乘 bd:
    立即獲得秒殺公式:a × d = b × c!(外乘外 = 內乘內)
  • 【安全帽口訣(括號不能漏)】:

    遇到多項式如 (x + 3),一定要先戴上安全帽加 括號!
    外項乘積:2 × (x + 3);內項乘積:6 × 5 = 30。
    列出方程式:2(x + 3) = 6 × 5 → 分配律展開:2x + 6 = 30 → 2x = 24 → x = 12。

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【即時挑戰 2】:
(1) 解下列各比例式中的 x:
  • ① 3 : 8 = x : 24 → 8x = 3 × 24 = 72 → x = 9。
  • ② (2x - 1) : 5 = (x + 2) : 4
    列式:4(2x - 1) = 5(x + 2) → 8x - 4 = 5x + 10 → 3x = 14 → x = 14/3。
(2) 若 (x + y) : (x - y) = 7 : 3,且 xy ≠ 0,求 x : y 的最簡整數比:
  微笑展開:3(x + y) = 7(x - y) → 3x + 3y = 7x - 7y → 4x = 10y → x : y = 5 : 2。
偵探自我檢核: [   ] 我能正確理解本題的解題核心觀念。 [   ] 我能細心驗算並確認答案的合理性。
觀念釐清小撇步:【教師教學導引 & 核心提問】:
• 微笑乘法的視覺連結:外項在兩端,像微笑的下巴線;內項在中間,像微笑的嘴唇線。外項乘積 = 內項乘積(即 a/b = c/d 交叉相乘)。
• 代數運算常犯錯誤:遇到含加減號的多項式(如 2x-1),學生常忘記加括號而漏乘分配律。請強烈提醒「戴上安全帽再出發」!
• 代回驗算:養成算完將 x 代入原比例式、計算兩邊比值是否相等的良好驗算習慣。
任務 03

我的數學塗鴉筆記:參數 r 法與係數大對調(蹺蹺板與神秘種子) 🧭

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【核心任務情境】
:神秘種子 r 的縮放魔法!
在數學實驗室中,若看到等式 4x = 7y(xy ≠ 0),許多同學直覺會以為 x : y = 4 : 7,這樣對嗎?
探究挑戰:(1) 究竟 x : y 的真實比與比值是多少? (2) 若 3x - 2y = 26,如何利用參數 r 算出 x 與 y? (3) 代數式 (3x + 2y) : (5x - 4y) 的比值又是多少?

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參數 r 法盆栽縮放圖解
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  • 【係數大對調(蹺蹺板原理)】:

    看到 4x = 7y 時,根據內項積=外項積檢驗,x 必須配 4 放在外端:
    因此 x : y = 7 : 4!(係數必須互相 對調,千萬不要順著寫成 4 : 7)。
  • 【召喚神秘種子 r(參數化)】:

    比只代表「倍率」,不代表實際數量!
    令 x = 7r,y = 4r,其中必註記 r ≠ 0。
    種子 r 就是共通的縮放倍數,代入方程式即可化為一元一次方程式求解!
  • 【代數式消消樂(r 約分帥氣退場)】:

    求 (3x + 2y) : (5x - 4y) 的比值:
    前項 = 3(7r) + 2(4r) = 21r + 8r = 29r。
    後項 = 5(7r) - 4(4r) = 35r - 16r = 19r。
    比值 =
    29r19r
    = 29/19(r 完全約分消掉,比值為確定常數)。

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【即時挑戰 3】:
(1) 若 5a = 3b 且 ab ≠ 0,則 a : b = 3 : 5,其比值為 3/5。
(2) 已知 x : y = 3 : 5,且 2x + 3y = 42:
  • 設 x = 3r,y = 5r (r ≠ 0)。
  • 代入求 r:2(3r) + 3(5r) = 6r + 15r = 21r = 42 → r = 2。
  • 得實際數值:x = 6,y = 10。
(3) 若 x : y = 2 : 3,則 (x² + y²) : (xy) 的比值為多少?
  設 x = 2r, y = 3r → 前項 (2r)² + (3r)² = 4r² + 9r² = 13r²;後項 (2r)(3r) = 6r²。
  比值為
13r²6r²
= 13/6。
偵探自我檢核: [   ] 我能正確理解本題的解題核心觀念。 [   ] 我能細心驗算並確認答案的合理性。
觀念釐清小撇步:【教師教學導引 & 核心提問】:
• 蹺蹺板對調原理:ax = by 轉成比時,許多學生直覺誤寫成 a:b。透過微笑乘法檢驗:若外項為 a, y 則 a×y=b×x,故 x:y 必為 b:a!
• 參數 r 的本質:比只代表倍率關係,不代表實際數量。引進縮放倍率 r(r≠0),才能進行代數式的加減運算與解方程式。
• 同次代數式比值:若分子與分母同為一次(或同為二次),r 必可完全約分,比值為確定常數。
任務 04

我的數學塗鴉筆記:生活比例式實戰(破關 4 步驟與按比分配) 🧭

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【核心任務情境】
:校園男女生比例大風吹!
某中學七年級全體同學中,原本男女生人數比為 5 : 4。
學期中途轉入了 3 位男同學,同時轉出了 2 位女同學,此時男女生人數比變成了 4 : 3。
探究挑戰:請問原本七年級男生與女生各有多少人?全校七年級原本共有多少人?

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應用問題破關4步驟圖解
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  • 【步驟一:設未知數(參數 r 法)】:

    原男女比為 5 : 4,設原本男生有 5r 人,女生有 4r 人(r 為正整數)。
  • 【步驟二:依題意列出新比例式】:

    男生轉入 3 人變成 (5r + 3);女生轉出 2 人變成 (4r - 2)。
    新比例式:(5r + 3) : (4r - 2) = 4 : 3。
  • 【步驟三:微笑乘法解 r】:

    外乘外 = 內乘內:3(5r + 3) = 4(4r - 2)
    展開移項:15r + 9 = 16r - 8 → 16r - 15r = 9 + 8 → r = 17。
  • 【步驟四:答題與黃金寶箱驗算】:

    原本男生:5 × 17 = 85 人;原本女生:4 × 17 = 68 人。
    全級總人數:85 + 68 = 153 人。
    驗算:(85+3) : (68-2) = 88 : 66 = 4 : 3,完全吻合!

🎯 換你露一手 (馬上練習)

【即時挑戰 4】:
(1) 【按比分配】:兄弟兩人依 3 : 5 的比例瓜分競賽獎金 24000 元,則:
  • 總共分為 3+5 = 8 等份。
  • 哥哥分得 24000 ×
38
= 9000 元;弟弟分得 24000 ×
58
= 15000 元。
(2) 【地圖比例尺】:在地圖比例尺為 1 : 50000 的地圖上,測得兩地相距 6 公分:
  實際距離 = 6 × 50000 = 300000 公分 = 3000 公尺 = 3 公里。
(3) (會考素養題)阿榮包水餃,鮮肉餡與高麗菜餡的重量比為 3 : 2。若今天準備了鮮肉餡 18 台斤且全部用完:
  • 設需高麗菜餡 y 台斤 → 3 : 2 = 18 : y → 3y = 36 → y = 12 台斤。
  • 總共調配出的水餃餡料重為 18 + 12 = 30 台斤。
偵探自我檢核: [   ] 我能正確理解本題的解題核心觀念。 [   ] 我能細心驗算並確認答案的合理性。
觀念釐清小撇步:【教師教學導引 & 核心提問】:
• 破關 4 步驟實踐:設未知數 (r) → 依題意列比例式 → 微笑乘法求 r → 答題與代回驗算。
• 按比分配的份數概念:總量分配是會考常見素養題。總份數=前項+後項,各部分=總量 × (分項/總份數)。
• 比例尺素養:比例尺=縮圖長度 : 實際長度。提醒學生注意單位的跨階換算(1 公里 = 1000 公尺 = 100000 公分)。