什麼是比例轉分數計算機?
這個工具能把以 A : B 形式表示的比例換算成一個或多個分數,並將每個分數化簡到最簡形式。它支援比例的兩種常見解讀方式:部分對部分,也就是 A 和 B 是同一個整體中的兩個部分;以及部分對全體,也就是 B 為總數,而 A 是這個總數中的一部分。
使用方法
先選擇比例的類型,接著在 A 與 B 欄位各填入一個正整數。當 A 和 B 分別代表不同的份額時,請選擇部分對部分(例如 3 隻貓對 9 隻狗);當 B 本身已經是總數時,請選擇部分對全體(例如 14 名學生中的 6 名)。按下計算後,即可看到原始分數、化簡後的分數,以及完整的文字解題過程。
公式解析
在「部分對部分」模式中,整體等於各項之和:整體 = A + B。此時 A 項對應的分數為 \(\frac{\text{A}}{\text{A} + \text{B}}\),B 項對應的分數為 \(\frac{\text{B}}{\text{A} + \text{B}}\)。
$$\frac{\text{A}}{\text{A} + \text{B}} \;,\quad \frac{\text{B}}{\text{A} + \text{B}}$$在「部分對全體」模式中,分母就是 B 本身,因此比例會直接換算成 \(\frac{\text{A}}{\text{B}}\)。
$$\text{Fraction} = \frac{\text{A}}{\text{B (whole)}}$$接著,每個分數都會以分子與分母的最大公因數來相除而化簡,最大公因數由輾轉相除法(歐幾里得演算法)求得:\(\gcd(x, 0) = x\),且 \(\gcd(x, y) = \gcd(y, x \bmod y)\)。
範例演練
以「部分對部分」模式處理比例 3 : 9。整體為 \(3 + 9 = 12\),因此兩個分數分別是 \(\frac{3}{12}\) 與 \(\frac{9}{12}\)。由於 \(\gcd(3, 12) = 3\),第一個分數化簡為 \(\frac{1}{4}\);又因為 \(\gcd(9, 12) = 3\),第二個分數化簡為 \(\frac{3}{4}\)。也就是說,A 部分佔整體的 \(\frac{1}{4}\),B 部分佔整體的 \(\frac{3}{4}\)。
常見問題
兩種模式有什麼差別?「部分對部分」以 \(\text{A} + \text{B}\) 作為分母;「部分對全體」則以 B 作為分母。即使是相同的數字,模式不同就會得到不同的分數。
在「部分對全體」模式中,A 可以大於 B 嗎?可以,但這時結果會是大於 1 的假分數,已經不再代表整體中的某一部分。
如果比例本來就是最簡形式怎麼辦?當最大公因數為 1 時,化簡後的分數會與原始分數相同,並原封不動地顯示出來。