數學英文

在形式上,將兩個或更多個數寫成一串,用冒號 (colon) 連接起來, 就是一個「比」(ratio),例如 \(1:2\) 讀作「1 比 2」(one to two)。 「比」至少涉及兩個數,三個數的比 (ratio of 3 numbers) 稱為「三連比」, 例如 \(3:4:5\) three to four to five 是一個三連比 (3-term ratio)。

「比」的功能與分數 (fraction) 很接近,但是「比」有更方便之處,包括

  1. 分數的分母不得為零:
    The denominator in a fraction cannot be zero.
    「比」無此限制。
  2. 分數只表達分子、分母兩數的關係,而比可以表達更多數的關係(三連比...)。
但是「比」的內涵比分數簡單,所以它比較方便,但是它能處理的問題比較少。 例如「比」與「比」之間沒有加減乘除的運算,也沒有「大小關係」(comparison), 兩個「比」之間只有一種數學關係:相等或不等。 只要將「比」的各數同乘以同一個數,它們都是相等的比 (equivalent ratios),例如 \[3:6 = 1:2 = 17:34 = k:2k\] 同理 \[3:4:5 = 6:8:10 = 3t:4t:5t\] 在應用情境中,參數 (parameter) \(k\) 或 \(t\) 通常都是正數, 但是在數學上容許它們是負數或零。

當三個量以兩個比或三個比表達它們之間的兩兩關係,可以合併成三連比, 這個程序稱為「比的合併」:combining ratios。

當「比」只有兩個數時 (2-term ratio),第一個數稱為前項 (antecedent), 第二個數稱為後項 (consequent), 當後項不為零時,這個「比」有「比值」(the quotient of the ratio), 也就是前項 over 後項的分數, 英文也說「比值」是「比」的 fraction form(分數形式), 這個程序是「將比轉換為分數」:the conversion of ratio to the fraction, 簡稱為 ratio to fraction。 三連比或更多數的比,就不能轉換為分數;三連比沒有比值。

「按比例分配」的說法是,例如 to share 24 units in the ratio \(3:2:1\), 應該各分配 12, 8, 4 單位。

「比」中各數可以帶有不同的單位。 地圖或設計圖的「比例尺」(map scales, drawing scales) 預設同樣的長度單位, 例如「五萬分之一」的地圖記作 \(1:50000\) 或 \(\displaystyle{1\over50000}\), 意思是(例如)地圖上的 1 公分代表實際的 5 萬公分或 500 公尺, 也就是 2 公分代表 1 公里。

長方形的長寬比,例如 \(16:9\),常說成「16 乘 9」(16 by 9)。

[語音講解:ratio.mp3]

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Created: Aug 4, 2022
Last Revised: 9/18
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