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代数 · 第 11 章

比与百分比

把总数分成相等的份,正确地连续计算百分比,再把工作效率相加,看看一个团队多快能完成工作。

你需要先会

什么都不需要!一切从这里开始。只要会乘法,你就可以出发了。

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11.10%

比的基础

在本节中,你将能够 用比把总数分成相等的份,并求百分数的百分数。

一个班里男生和女生的比是 3 : 5,一共有 40 个孩子。女生有多少人?画出 8 个一样大的格子,你就差不多做完了!

像 3 : 5 这样的比是在说:把整体切成 3+5=83 + 5 = 8 个相等的份。一组分 3 份,另一组分 5 份。 求出一份是多少,每个问题就都变成了乘法。

百分数是以 100 为分母的比。求百分数的百分数,就把它们相乘:40% 的弹珠是大的,其中 10% 是黄色的, 所以 0.4×0.1=0.040.4 \times 0.1 = 0.04,也就是 4% 的弹珠又大又黄。

注意:百分比变化总是作用在当前的量上,而不是最初的量上。所以先 +20% 再 −20%,结果是 96%,而不是 100%。

动手探索先玩,再学公式

比为 3 : 5,共 8 份;一份 = 1;总数 = 8

一份 =1

目标: 总数 = 40

男生3 份 = 3
男生中男生的份数3
女生5 份 = 5
女生中女生的份数5
颜色男生女生合计
男生3 份 = 30 份 = 03 份 = 3
女生0 份 = 05 份 = 55 份 = 5
8 份 × 1 = 8

比为 3 : 5。一份 = 1。总数 = 8。

看例题先预测,再揭晓

例 11.1

MATHCOUNTS

Ten Finger 计算器公司在把一箱箱计算器发给客户之前,会定期随机抽查。星期三,公司有 64 箱计算器,每箱 144 个,从每箱中各抽出 12 个进行检测。在被检测的计算器中,发现有 2 个是次品。按照这个次品率,预计所有计算器中一共有多少个次品?

比为 1 : 11,共 12 份;被检测的一组 = 1 份 = 2;一份 = ?

一份 =2

目标: 被检测的一组 = 2

次品12 份 = ?
颜色合计
被检测的一组1 份 = ?
其他各组11 份 = ?
12 份 × ? = ?

比为 1 : 11。一份 = ?

  1. 1

    被检测的计算器占全部计算器的几分之几?

    先预测一下:

例 11.2

Omega Learn

Sohil 有一个装着很多弹珠的罐子。其中 20% 是小弹珠,40% 是中弹珠,40% 是大弹珠。每种大小的弹珠中,都有 30% 是红色,20% 是蓝色,40% 是绿色,10% 是黄色。大的黄弹珠和小的绿弹珠中,各有一半带有特殊图案。带特殊图案的弹珠占全部弹珠的百分之几?

100,然后 取 40%,然后 取 10%:100 ×0.4 ×0.1 = 4(起始值的 4%)

起始:100 弹珠(%)大: 取 40% (×0.4) → 40黄色: 取 10% (×0.1) → 4

虚线标出起始值。每一步乘的都是当前的量,而不是起始值。

4 = 起始值的 4%

100,然后 取 40%,取 10%:得到 4,是起始值的 4%。

  1. 1

    又大又黄的弹珠占百分之几?

    先预测一下:

例 11.3

AMC 10

两个罐子里的弹珠一样多,每颗弹珠不是蓝色就是绿色。1 号罐中蓝弹珠与绿弹珠的比是 9:19:1,2 号罐中蓝弹珠与绿弹珠的比是 8:18:1。绿弹珠一共有 95 颗。1 号罐的蓝弹珠比 2 号罐多多少颗?

比为 10 : 9,共 19 份;一份 = ?

一份 =1
1 号罐10 份 = ?
2 号罐9 份 = ?
颜色1 号罐2 号罐合计
蓝色9 份 = ?8 份 = ?17 份 = ?
绿色1 份 = ?1 份 = ?2 份 = ?
19 份 × ? = ?

比为 10 : 9。一份 = ?

  1. 1

    看这两条线段图。1 号罐有 9+19 + 1 份,2 号罐有 8+18 + 1 份。两条线段能用同样大小的“一份”吗?

    先预测一下:
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例 11.4

Omega Learn

Omega 中学有 994 名学生。其中 27\frac{2}{7} 在六年级,27\frac{2}{7} 在七年级,37\frac{3}{7} 在八年级。六年级学生中有 14\frac{1}{4} 对数学感兴趣,七年级学生中有 34\frac{3}{4} 对数学感兴趣,八年级学生中有 12\frac{1}{2} 对数学感兴趣。在对数学感兴趣的学生中,有 57\frac{5}{7} 今年会参加 AMC 8。Omega 中学有多少名学生会参加 AMC 8?

  1. 1

    每个年级各有多少名学生?

    先预测一下:
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例 11.5

AMC 8

在一场比赛的上半场,Steph 投篮 20 次,投中 15 个;下半场投篮 10 次,投中 10 个。Candace 上半场投篮 12 次,下半场投篮 18 次。在每个半场中,Steph 的命中率都比 Candace 高。出人意料的是,两人全场的命中率却相同。Candace 下半场比上半场多投中多少个?

上半场 下半场
Steph 1520\frac{15}{20} 1010\frac{10}{10}
Candace □12\frac{\square}{12} □18\frac{\square}{18}
  1. 1

    Steph 一共投篮多少次,投中多少个?

    先预测一下:
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自己做

习题 11.3.1

AMC 8

如果一个三角形三个角的度数之比是 3:3:43:3:4,那么这个三角形最大的角是多少度?

习题 11.3.3

AMC 8

Gilda 有一袋弹珠。她把其中 20% 给了朋友 Pedro。然后,Gilda 把剩下的 10% 给了另一个朋友 Ebony。最后,Gilda 把袋子里此时剩下的 25% 给了她的弟弟 Jimmy。Gilda 自己剩下的弹珠占原来那袋弹珠的百分之几?

习题 11.3.7(补充题)

AMC 8

假设 xx 的 15% 等于 yy 的 20%。yy 是 xx 的百分之几?

习题 11.3.9(补充题)

MATHCOUNTS

星期三,Short 老师班上 13\frac{1}{3} 的学生参加了戏剧排练,其余学生中有 14\frac{1}{4} 参加了乐队排练。如果有 6 名学生参加了乐队排练,Short 老师班上一共有多少名学生?

竞赛角真实竞赛题

习题 11.3.2

AMC 8

Colfax 中学有 270 名学生,男生与女生的比是 5:45:4。Winthrop 中学有 180 名学生,男生与女生的比是 4:54:5。两所学校举办舞会,两校所有学生都参加了。舞会上的学生中,女生占几分之几?

习题 11.3.4

AMC 8

Marcy 的弹珠只有蓝、红、绿、黄四种颜色。其中三分之一是蓝色,四分之一是红色,还有 6 颗是绿色。Marcy 最少有多少颗黄弹珠?

习题 11.3.5

AMC 8

Fibonacci 中学的一些学生正在参加一个社区服务项目。八年级学生与六年级学生人数之比是 5:35:3,八年级学生与七年级学生人数之比是 8:58:5。参加这个项目的学生最少有多少人?

习题 11.3.6

AMC 8

Chloe 和 Zoe 都是 Demeanor 老师数学课上的学生。昨晚,她们各自独立完成了家庭作业中一半的题目,另一半题目则是两人一起完成的。Chloe 独立完成的题目中只有 80% 答对了,但她全部答案中有 88% 是对的。Zoe 独立完成的题目中有 90% 答对了。Zoe 全部答案的正确率是百分之几?

习题 11.3.10(补充题)

AMC 10

ww 与 xx 的比是 4:34:3,yy 与 zz 的比是 3:23:2,zz 与 xx 的比是 1:61:6。ww 与 yy 的比是多少?

(把比 a:ba:b 写成分数 a/ba/b 输入。)

习题 11.3.11(补充题)

AMC 8

一家商店把一件衬衫的原价提高了某个百分比,然后又把新价格降低了同样的百分比。已知最后的价格是原价的 84%,价格提高和降低的百分比是多少?

过关检测(第 11.1 节)

3 题中答对 2 题即可掌握本节。每题只有一次机会,没有提示。
1

一个袋子里红弹珠与蓝弹珠的比是 3:53:5。一共有 40 颗弹珠。蓝弹珠有多少颗?

2

看上面的链条:先 +20%+20\% 再 −20%-20\%,并不会回到起点。现在一件 $50 的衬衫先涨价 10%,再降价 10%。新价格是多少美元?

100,然后 +20%,然后 −20%:100 ×1.2 ×0.8 = 96(起始值的 96%)

第 1 步的百分比20%
第 2 步的百分比20%
起始:$100 +20% (×1.2) → $120−20% (×0.8) → $96

虚线标出起始值。每一步乘的都是当前的量,而不是起始值。

$96 = 起始值的 96%

$100,然后 +20%,−20%:得到 $96,是起始值的 96%。

3

星期三,Short 老师班上 13\frac{1}{3} 的学生参加了戏剧排练,其余学生中有 14\frac{1}{4} 参加了乐队排练。如果有 6 名学生参加了乐队排练,Short 老师班上一共有多少名学生?

11.20%

效率与工程问题

在本节中,你将能够 运用“工作量 = 工作效率 × 时间”,并把效率相加,求出一个团队要用多长时间。

一根水管 3 小时能注满一个水箱,另一根水管 6 小时能注满它。两根一起打开,是 9 小时?4.5 小时?还是别的答案?

时间不能相加,但效率可以。3 小时注满水箱的水管,每小时注满水箱的三分之一。 另一根每小时注满六分之一。合起来每小时注满一半,所以 2 小时就注满了。

注意:要把几个人的工作合起来,先把每个人的时间化成效率,把效率相加,再把总效率化回时间。

动手探索先玩,再学公式

水管 A 3 小时 + 水管 B 6 小时:效率每小时 1/2,完成 1 箱水要 2 小时

单独(小时)3
效率:每小时 1/3
单独(小时)6
效率:每小时 1/6
0%满(1 箱水)时间(小时)2
时间(小时)0
合作:每小时 1/2 箱水 → 2 小时

0 小时后:1 箱水中已完成 0。合作 2 小时完成。

认识概念

定理 11.2.1 · 工作量、工作效率与时间

工作量=工作效率×时间\text{工作量} = \text{工作效率} \times \text{时间}

也可以写成

工作效率=工作量时间时间=工作量工作效率\text{工作效率} = \frac{\text{工作量}}{\text{时间}} \qquad \text{时间} = \frac{\text{工作量}}{\text{工作效率}}

定理 11.2.2 · 合作完成

如果一个人做一件事要用 aa 的时间,另一个人做这件事要用 bb 的时间,那么两人合作完成需要

aba+b\frac{ab}{a+b}

的时间。

注 11.2.3

这不只适用于工作。例如,如果题目说 2 个水龙头分别要 aa 小时和 bb 小时才能放满一个浴缸,那么它们一起放满一个浴缸需要

aba+b\frac{ab}{a+b}

小时。

看例题先预测,再揭晓

例 11.6

Omega Learn

一家公司的 10 名工人,每人都以固定的效率工作,可以在 12 年内建好 10 栋房子。可是 6 年后,其中 5 人退休了,其余工人继续以原来的效率工作。工程进度落后了,于是 2 年后,公司又雇了 10 名新工人,每人的工作速度都是原来工人的 2 倍。这 10 栋房子一共要多少年才能完工?

  1. 1

    6 年后,10 栋房子建好了几分之几?

    先预测一下:

例 11.7

Omega Learn

Alex 用代入法或消元法,10 分钟能解 20 道二元方程。Bob 用对角乘积法,2 分钟能解 20 道二元方程。两人合作解 60 道二元方程要多长时间?

Alex 10 分钟 + Bob 2 分钟:效率每分钟 3/5,完成 3 组(20 道方程)要 5 分钟

单独 10 分钟效率:每分钟 1/10
单独 2 分钟效率:每分钟 1/2
0%满(3 组(20 道方程))时间(分钟)
时间(分钟)0
合作:每分钟 3/5 组(20 道方程) → ?

0 分钟后:3 组(20 道方程)中已完成 0。

  1. 1

    Alex 每分钟解几道方程?

    先预测一下:
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例 11.8

Omega Learn

所有熟练工人都以同一个固定效率工作,所有新工人以另一个固定效率工作。12 名熟练工人和 6 名新工人 6 个月能建好一栋房子。6 名熟练工人和 12 名新工人 9 个月能建好一栋房子。9 名熟练工人和 9 名新工人建好一栋房子要多少个月?

  1. 1

    设一名熟练工人的效率为 ee,一名新工人的效率为 nn(单位:栋/月)。第一支队伍告诉你什么?

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例 11.9

Omega Learn

两位火箭科学家 Bill Einstein 和 Albert Nye 正在建造一艘宇宙飞船,他们每天工作 6 小时,拿标准工资。Albert 一个人建好火箭一共要 48 小时,Bill 一个人一共要 36 小时。经理可以给他们中的任何一人每小时额外 $100,激励他们每天加班。经理只有 $1000 可以用来给 Albert 和 Bill 发加班费。火箭最少要多少个整天才能完成?

Albert 48 小时 + Bill 36 小时:效率每小时 7/144,完成 1 枚火箭要 144/7 小时

单独 48 小时效率:每小时 1/48
单独 36 小时效率:每小时 1/36
0%满(1 枚火箭)时间(小时)
时间(小时)0
合作:每小时 7/144 枚火箭 → ?

0 小时后:1 枚火箭中已完成 0。

  1. 1

    每位科学家每小时能建好火箭的几分之几?

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自己做

习题 11.3.13(补充题)

AMC 8

20 世纪 90 年代万维网刚开始流行时,下载速度最高约为每秒 56 千比特。按这个速度,下载一首 4.2 兆字节的歌曲大约要多少分钟?(注意:1 兆字节是 8000 千比特。)

竞赛角真实竞赛题

习题 11.3.12(补充题)

MATHCOUNTS

Andre 只用 Michael 完成整项工作所需时间的 34\frac{3}{4},就能完成这项工作的 56\frac{5}{6}。Andre 的工作效率与 Michael 的工作效率之比是多少?答案用最简分数表示。

过关检测(第 11.2 节)

3 题中答对 2 题即可掌握本节。每题只有一次机会,没有提示。
1

水管 A 3 小时能注满一个水箱,水管 B 6 小时能注满它。两根水管一起注水要几小时?

2

一台打印机每分钟打印 12 页。打印 84 页要几分钟?

3

20 世纪 90 年代万维网刚开始流行时,下载速度最高约为每秒 56 千比特。按这个速度,下载一首 4.2 兆字节的歌曲大约要多少分钟?(注意:1 兆字节是 8000 千比特。)

11.3

练习题

在本节中,你将能够 在竞赛题中综合运用比、百分比和效率。

晒干的葡萄、在管道里滚动的弹珠,还有一场需要提前规划的期末考试。每一个都藏着一个比或一个百分比。 每道题都有三条提示,卡住时可以用。

想在一页上看到本章的所有题目吗?打开习题集。

竞赛角真实竞赛题

习题 11.3.8(补充题)

AMC 10

假设 A>B>0A > B > 0,且 A 比 BB 大 x%x\%。xx 是多少?

(A) 100(A−BB)100\left(\frac{A-B}{B}\right) (B) 100(A+BB)100\left(\frac{A+B}{B}\right) (C) 100(A+BA)100\left(\frac{A+B}{A}\right) (D) 100(A−BA)100\left(\frac{A-B}{A}\right) (E) 100(AB)100\left(\frac{A}{B}\right)

习题 11.3.14(补充题)

MATHCOUNTS

按重量计算,葡萄中 80% 是水。一筐葡萄在太阳下晒两周后,总重量减少了 50%。减少的重量全部是失去的水分。晒了两周后,葡萄中水的重量占百分之几?答案精确到整数百分比。

习题 11.3.15(补充题)

MATHCOUNTS

如图,把一万颗弹珠放进顶部的管道,让它们沿着管道系统滚下去。每当管道分岔时,弹珠都按各管道横截面积之比分流。所有管道的横截面都是圆形,直径如图所示。有多少颗弹珠从底部中间的管道流出?

习题 11.3.16(补充题)

MATHCOUNTS

Brian 在期末考试前的三次考试中分别得了 65%、80% 和 92%。这三次考试的权重不同:分数最低的一次只占总成绩的 20%,另外两次各占 25%。如果期末考试占总成绩的其余部分,并且没有任何加分机会,Brian 这门课最高能得多少分?答案精确到整数百分比。