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比例式 ── a:b = c:d を解く

3章のしめくくりは 比例式。「2:3 = 4:x」のように、2つの比が等しいことを表す式です。料理のレシピ、地図の縮尺、薬の用量など、生活の中でもよく使われる関係。「外側どうし、内側どうしをかけて等しい」という1つの公式で解けるようになります。

比とは:2つの数の関係

用語(小学校で習った)
比(ひ)
2つ以上の量の 大きさの関係 を表す書き方。
例:a と b の比は a : b(読み方は「aたいb」)
意味:a と b がどれくらいの割合で並んでいるか。
例:男子15人、女子10人の比は 15 : 10 = 3 : 2(最簡比に直す)

比の値(ひのあたい)

比 a:b は、分数 a/bと同じ意味。これを 比の値といいます。

  • 2:3 の比の値 = 2/3
  • 5:10 の比の値 = 5/10 = 1/2
  • 3:2 の比の値 = 3/2

2つの比が等しいかどうかは、比の値が等しいかどうかで判定できます。

比例式とは

用語
比例式(ひれいしき)
2つの比が等しいことを表す式。
例:2 : 3 = 4 : 6 (読み方:「2たい3 = 4たい6」)
  a : b = c : d
比例式の各項の名前 a b c d 外項 内項 内項 外項 外項:式の 外側 の項 / 内項:式の 内側 の項
図1:比例式の外項と内項

比例式の性質:外項の積 = 内項の積

公式
比例式の性質

a : b = c : d  ⇔  a × d = b × c

2つの比が等しいなら、外側どうしの積(a × d)と 内側どうしの積(b × c)が等しい。これを使えば、未知数を含む比例式が解ける。

なぜそうなる? ── 比の値が等しいということは a/b = c/d。両辺に bd をかけると ad = bc になります。

比例式を解く

比例式の中に未知数 x があれば、外項の積=内項の積で方程式に変換し、解きます。

例1:x : 4 = 6 : 8

外項の積 = 内項の積:x × 8 = 4 × 6

8x = 24

x = 3

例2:3 : x = 2 : 10

3 × 10 = x × 2

30 = 2x → x = 15

例3:(x + 1) : 6 = 2 : 3

3(x + 1) = 12

3x + 3 = 12 → 3x = 9 → x = 3

身近な例で考える

例題:レシピで、小麦粉と砂糖の比は 4:1。砂糖を 30g 使うとき、小麦粉は何 g?

小麦粉を x g とおく

x : 30 = 4 : 1

x × 1 = 30 × 4

x = 120

答え:小麦粉 120g

例題:地図で、実際の距離 200m は地図上で 5cm。地図上 12cm の距離は実際何 m?

実際の距離を x m とおく

5 : 200 = 12 : x

5x = 200 × 12

5x = 2400 → x = 480

答え:480m

つまずきポイント:単位を揃える
  • 比例式では、対応する量の順序をそろえる。
    例:地図の長さ : 実際の距離 = 地図の長さ : 実際の距離。
  • 同じ種類の量どうしを直接比べるときは、単位をそろえてから比をとる。
  • 「a : b」と「c : d」は 対応する量どうしの比であることを確認。
    例:(小麦粉) : (砂糖) = (小麦粉) : (砂糖) になっているか。

練習問題

問題1(基本)
次の比例式の x を求めなさい。
  1. x : 5 = 6 : 10
  2. 2 : 3 = 8 : x
  3. x : 4 = 9 : 12
答えを見る

(1) 10x = 30 → x = 3

(2) 2x = 24 → x = 12

(3) 12x = 36 → x = 3

問題2(カッコ含む)
次を解きなさい。
  1. (x − 2) : 3 = 5 : 1
  2. (x + 1) : 4 = 3 : 2
答えを見る

(1) x − 2 = 15 → x = 17

(2) 2(x+1) = 12 → x+1 = 6 → x = 5

問題3(文章題)
兄と弟がカードを 70枚 持っている。兄と弟のカード数の比は 4:3 のとき、兄は何枚?
答えを見る

① 兄を x 枚とおく → 弟は (70 − x) 枚

② x : (70 − x) = 4 : 3

③ 3x = 4(70 − x) → 3x = 280 − 4x → 7x = 280 → x = 40

答え:兄40枚(弟30枚)

まとめ ── 3章のおさらい

  • 比例式=2つの比が等しいことを表す式。a:b = c:d。
  • 外項の積 = 内項の積(ad = bc)で解く。
  • レシピ・地図・割合など、現実の問題でよく使われる。
  • 3章の流れ:方程式とは → 等式の性質 → 移項 → いろいろな方程式 → 文章題 → 比例式
  • 次章「4章 比例と反比例」では、関数として比例の関係を学ぶ。