线性比例因子是把每个长度乘以的那个数,用来从一个相似图形变到另一个:比例因子 = 新长度 ÷ 旧长度。三角形、长方形、比例模型和地图都适用同样的方法。
它建立在找出对应边之上,所以请先确认对应关系正确。
为什么是乘而不是加?
相似图形保持比例,所以每个长度都按同一个因子缩放。如果一条边变成两倍,所有边都变成两倍。给每条边加上同样的数量,会改变图形的形状。
想想把一页纸按 150% 复印。10 cm 的线变成 15 cm,4 cm 的线变成 6 cm。它们增加的厘米数不同,但增加的倍数相同,都是 1.5。
方法
- 找出对应边的各对边。
- 找到一对已知的边,也就是两个长度都给出的那一对。
- 算出比例因子,新 ÷ 旧,并判断它应该大于还是小于 1。
- 把要缩放的长度乘以这个因子;反方向则除以它。
- 检查:放大时答案应该更大,缩小时应该更小。
例题详解
两个三角形相似。较小的三角形边长为 4.5 cm、6 cm、7.5 cm。较大三角形的最长边是 12.5 cm。
求较大三角形的另外两条边。
第 1 步,已知的一对。 最长对最长:7.5 cm 和 12.5 cm。
第 2 步,比例因子。 12.5 ÷ 7.5 = 5/3(约 1.667)。
第 3 步,其余的边。 4.5 × 5/3 = 7.5 cm,6 × 5/3 = 10 cm。
第 4 步,检查。 三条边是 7.5、10、12.5,由小到大的顺序与 4.5、6、7.5 一致。另外 7.5 × 5/3 = 12.5,所以因子前后一致。
地图例子。 一张地图的比例尺是 1 : 50 000。一条路在地图上量得 3.2 cm。实际长度 = 3.2 × 50 000 = 160 000 cm。因为 100 cm = 1 m,所以是 1600 m,也就是 1.6 km。
要留意的错误
常见的错误是求出两条对应边的差,然后把这个差加到每条边上。
错误做法: 12.5 − 7.5 = 5,所以每条边加 5:4.5 + 5 = 9.5,6 + 5 = 11。
新的边 9.5、11、12.5 没有保持原来的比例,所以这两个三角形就不相似了。
纠正的办法是除,而不是减。比例因子是一个比 12.5 ÷ 7.5,每条边都乘以它。一个有用的检验:任意两条边的比,在两个三角形中必须保持相同。
自我检测
先自己做,再打开每个答案。
1. 长方形 A 是 8 cm × 5 cm。长方形 B 与它相似,较长的边是 20 cm。求较短的边。
查看答案
比例因子 = 20 ÷ 8 = 2.5。较短的边 = 5 × 2.5 = 12.5 cm。检查:8 × 2.5 = 20,所以同一个因子对两条边都适用。
2. 一辆模型车按 1 : 40 的比例制作,模型长 9 cm。真车有多长,以米为单位?
查看答案
实际长度 = 9 × 40 = 360 cm。因为 100 cm = 1 m,所以是 3.6 m。
3. 某图形缩小后,18 cm 的边变成 12 cm。7.5 cm 的边会变成多少?
查看答案
比例因子 = 12 ÷ 18 = 2/3。于是 7.5 × 2/3 = 5 cm。因子小于 1,答案变小,符合缩小的预期。
下一步
长度只是其中一种度量。下一步是看同一个因子对面积有什么影响,之后再看体积。地图比例尺、等高线与坡度练习工具和无计算器运算训练可用来多做练习。
有些学生计算没问题,却在哪个图形是“新”、哪个是“旧”上犹豫。数学线上一对一补习的老师可以听你怎样做选择,并修正这个决策点。