비·비율·비례
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비는 계산은 쉬운데 읽기가 어려운 첫 단원입니다. 360 ÷ 9 를 틀리는 사람은 거의 없습니다. 그런데도 비가 4:5일 때 4로 나누는 사람은 많습니다. 문제는 부분과 전체를 비교하고 있었는데 부분과 부분을 비교해 버렸기 때문입니다.
그래서 이 페이지는 그 구별을 축으로 짭니다. 비는 부분과 부분을 비교합니다. 분수는 한 부분과 전체를 비교합니다. 비율은 단위가 다른 두 양을 비교합니다. 이 셋이 바로 서면 나머지는 곱셈입니다.
비란 무엇인가
비란 두 개 이상의 부분의 크기를 비교하는 것입니다. 비는 쌍점 표기법을 알려 줍니다. red : blue = 2 : 3은 파랑 3개마다 빨강 2개라는 뜻입니다. 순서가 중요해서, 파랑:빨강이라면 3 : 2가 됩니다. 부분과 전체의 비는 중요한 한 단계를 더합니다. 부분을 더해 전체를 구하는 것입니다. 여기서는 2 + 3 = 5이므로 빨강은 전체 카운터의 이지 이 아닙니다. 이 비로 봉지에 20개의 카운터가 들어 있다면, 1묶음은 20 ÷ 5 = 4개이므로 빨강은 2 × 4 = 8개, 파랑은 3 × 4 = 12개입니다. 이것이 통하는 이유는 20개의 카운터가 5개씩 4묶음으로 나뉘고, 각 묶음이 빨강 2개와 파랑 3개이기 때문입니다. 모든 부분에 같은 수를 곱하거나 나누어도 비는 그대로이므로, 8 : 12는 약분하면 다시 2 : 3이 됩니다. 나눈 몫을 더하면 확인됩니다: 8 + 12 = 20으로, 봉지 전체의 크기와 같습니다.
a : b에서 몫은 a / (a + b)이며, 두 부분을 곱해도 변하지 않는다
비를 1 : 2로 만들어 보세요
비 다듬기는 분수 약분처럼 움직입니다 — 모든 부분을 공약수로 나누면 12 : 18 은 2 : 3 이 됩니다 — 그리고 세 부분의 비로 모습을 바꾸지 않고 뻗습니다. 비·분수·백분율이 번역표를 완성합니다. 2 : 3 은 전체의 , 곧 40%.
양을 비로 나눠 갖기
부분을 더하고, 나누고, 곱해서 나눠 줍니다. 360을 4 : 5 로 나누기 부분 9개 한 부분은 몫은 160과 200. 확인은 몫을 더하면 원래대로 돌아온다는 것입니다.
비의 띠 모형은 이것을 틀리기 어렵게 만드는 그림입니다. 같은 칸 아홉 개를 두 묶음으로 그리면 질문이 뻔해집니다. 보기보다 훨씬 오래 쓸모가 갑니다 — 이 페이지의 가장 까다로운 문제도 띠를 그리면 여전히 풀립니다.
두 비 잇기는 가운데 항을 공유하는 경우를 맡습니다. A : B = 2 : 3 이고 B : C = 4 : 5 라면 두 B가 어긋나므로, 맞을 때까지 각 비를 키웁니다. A : B = 8 : 12, B : C = 12 : 15, 그래서 A : B : C = 8 : 12 : 15.
단위량 방법이 이 모든 것 밑에 있는 만능 도구입니다. 한 단위를 구하고 곱해 올라간다. 공책 7권에 21, 그래서 한 권 3, 그래서 12권에 36. 가장 빠른 적은 없고 실패한 적도 없습니다. 헷갈리게 쓰인 문제에서 손을 뻗을 것인 이유가 그것입니다. 배율은 같은 생각에 곱수라는 이름을 붙인 것 — 한 양을 그 짝으로 데려가는 수입니다.
이제 해 보세요
2 : 2로 12를 나눠요. 한 칸은 얼마일까요?
4 : 1로 10를 나눠요. 한 칸은 얼마일까요?
비율이란 무엇인가
비율은 킬로미터와 시간처럼 서로 다른 단위로 잰 두 양을 비교하므로 그 값은 두 단위를 짊어집니다. 비율이 그 개념을 소개하고, 비율·전체·단위가 관련된 세 수를 연결합니다: 비율 × 단위 = 전체, 그래서 셋 중 둘을 알면 나머지 하나를 구할 수 있습니다. 3시간에 150km를 가는 자동차의 비율은 150 ÷ 3 = 시속 50km입니다. 그 비율이면 5시간에 50 × 5 = 250km를 가고, 400km에는 400 ÷ 50 = 8시간이 걸립니다. 이것이 통하는 이유는 일정한 비율이 단위마다 같은 양을 더해 가기 때문입니다. 곱하기 전에 단위를 맞춰야 합니다. 분으로 주어진 시간은 먼저 시간으로 바꿔야 합니다: 30분은 시간이므로 자동차는 km를 갑니다. 단위가 계산을 확인해 줍니다: 시속 km에 시간을 곱하면 km가 남고, 이는 답이 가져야 할 단위입니다.
y = kx는 원점을 지나는 직선이며, 그 위 모든 점에서 y/x는 k이다 — 킬로그램당 가격이 곧 기울기이다
무게를 1 kg으로 드래그하고 가격을 읽으세요
단위 비율 비교가 실전 기술입니다 — 750 g 들이 3.60 상자와 1.2 kg 들이 5.40 상자는 100 g당 0.48 대 0.45 의 비교가 됩니다. 마트 선반 가격표의 내용이 통째로 이것입니다. 환율은 같은 산수에 "환율이 어느 쪽을 가리키는가"를 아는 주의가 더해진 것이고, 정말로 틀리기 쉬운 데는 그것뿐입니다.
속력·밀도·압력
속력은 단위 시간당 거리로, 누구나 이미 직감으로 가진 비율입니다. 평균 속력은 직감이 무너지는 곳입니다. 총거리 나누기 총시간이지, 속력들의 평균이 아닙니다. 같은 길을 갈 때 60, 올 때 30으로 달리면 평균은 40이지 45가 아닙니다. 느린 구간이 두 배의 시간을 잡아먹어 두 배로 세어지기 때문입니다.
밀도(부피당 질량)와 압력(넓이당 힘)은 이름표만 다른 같은 삼각형이고, 함께 가르치는 이유가 그것입니다 — 관계는 하나, 과목은 셋.
복합 단위 변환은 수학에서도 물리에서도 똑같이 건너뛰어지는 걸음입니다. 위와 아래를 따로 바꿉니다. 72 km/,,. 둘을 한꺼번에 다루는 곳에 실수가 삽니다.
이제 해 보세요
한 번에 6씩 5번이에요. 전체는 얼마일까요?
30을 6묶음으로 똑같이 나눠요. 한 묶음은 얼마일까요?
정비례와 반비례
정비례에서는 한쪽을 두 배로 하면 다른 쪽도 두 배가 되고 비가 고정됩니다. 반비례에서는 한쪽을 두 배로 하면 다른 쪽이 절반이 되고 곱이 고정됩니다.
왼쪽에서는 y = 2x가 x를 따라가므로 x가 2배가 되면 y도 2배가 됩니다. 오른쪽에서는 y = 8/x이므로 x가 2배가 되면 y는 절반이 되며, 직사각형 x × y의 넓이는 8로 유지됩니다
x를 2에서 4로 2배로 늘리고 양쪽에서 y가 어떻게 바뀌는지 비교하세요
정비례는 y = kx, 원점을 지나는 곧은 선입니다. 반비례는 xy = k. 도장공 넷이 엿새면 여덟은 사흘 — 변하지 않는 것은 일의 총량, 스물넷 사람·날이기 때문입니다.
비례상수는 k라는 수 그 자체이고, 여기에 이름을 붙이는 것이 비례 문제를 "알아채야 할 무늬"에서 "풀 수 있는 방정식"으로 바꿉니다. 단위 값으로 가는 비례는 단위량 방법을 여기에 한 걸음씩 얹은 것입니다.
지도 축척은 상수가 정해진 정비례이고, 표기는 짚어 둘 만합니다. 1 : 50,000 은 지도 위 1 cm 가 땅 위 50,000 cm — 반 킬로미터 — 라는 뜻입니다.
이제 해 보세요
2개에 12이에요. 7개는 얼마예요?
2개에 8이에요. 5개는 얼마예요?
변화 전과 후의 비 문제
자신 있는 학생과 그렇지 않은 학생을 가르는 문제이고, 방법은 언제나 같습니다. 변하지 않은 것을 찾고, 그 변하지 않은 것이 같은 부분 수로 쓰이도록 두 비를 키우는 것입니다.
여기서는 유지되는 것이 없습니다 — 2 : 5 → 4 : 5 만으로는 어떤 양도 정해지지 않습니다
변하지 않은 양이 전체가 되도록 만드세요.
몫에 맞춰 비 다시 쓰기가 그 키우는 동작 자체를 가르칩니다. 그리고 모양은 셋이고, 이 유형의 시험 문제 거의 전부를 덮습니다.
- 부분이 변하지 않는 비 — 한 양은 손대지 않고 다른 쪽만 변합니다. 그 부분의 숫자를 두 비에서 같게 만드세요.
- 합이 변하지 않는 비 — 두 묶음 사이를 오갈 뿐 드나드는 것이 없습니다. 그러니 합이 맞아야 합니다.
- 차가 변하지 않는 비 — 나이처럼 둘 다 같은 만큼 자랍니다. 그래서 둘 사이 틈이 불변량입니다.
전과 후의 비 문제가 그것들을 합칩니다. 두 사람이 돈을 5 : 3 으로 나눠 가졌다. 한 사람이 12를 내놓자 둘이 같아졌다. 전의 시점에 2부분의 차가 12였으니 한 부분은 6이고, 몫은 30과 18이었다.
넓이와 부피의 배율
넓이 키우기는 사람들이 두 번 놀라는 결과입니다. 모든 길이를 3배로 하면 넓이는 배가 됩니다. 가로도 세로도 세 배가 되었기 때문입니다. 부피는 세제곱으로 갑니다.
1 : 50,000 축척 지도의 넓이 축척이 1 대 25억인 이유이고, 케이크 틀 너비를 두 배로 하면 반죽이 두 배가 아니라 네 배 필요한 이유입니다.
이제 해 보세요
전에는 2 : 5, 후에는 3 : 5이고, 둘째 양은 변하지 않았어요. 첫째 양은 몇 칸을 얻었을까요?
전에는 1 : 3, 후에는 3 : 3이고, 둘째 양은 변하지 않았어요. 첫째 양은 몇 칸을 얻었을까요?
문장제에서 정비례와 반비례를 가리려면
첫 번째 양이 두 배가 될 때 두 번째 양이 어떻게 되는지 묻습니다. 함께 두 배가 되면 정비례, 절반이 되면 반비례입니다. 펜 3자루가 6원이면 펜 6자루는 12원입니다. 펜의 수가 두 배가 되면 값도 두 배가 되므로 정비례입니다. 일꾼 4명이 담장을 칠하는 데 6일이 걸리면, 8명이면 3일이 걸립니다. 일꾼이 두 배가 되면 날수는 절반이 되므로 반비례입니다. 이 방법이 통하는 이유는 정비례에서는 몫이 일정하게 유지되고, 반비례에서는 곱이 일정하게 유지되기 때문입니다. 펜의 예에서는 6 ÷ 3 = 12 ÷ 6 = 2로, 이는 펜 한 자루의 값입니다. 담장의 예에서는 4 × 6 = 8 × 3 = 24로, 이는 일꾼이 일한 총 일수입니다. 고정 요금을 조심하세요. 5원에 1킬로미터마다 2원이 붙는 택시는 10km에 25원, 20km에 45원이 되므로, 거리가 두 배가 되어도 요금은 두 배가 되지 않아 어느 쪽도 아닙니다.
| 상황 | 첫 양을 두 배로 하면… | 유형 |
|---|---|---|
| 연료 리터와 달린 거리 | 거리도 두 배 | 정비례 |
| 속력과 이동 시간 | 시간은 절반 | 반비례 |
| 일꾼 수와 끝내는 날수 | 날수는 절반 | 반비례 |
| 일한 시간과 삯 | 삯도 두 배 | 정비례 |
주어진 데이터에서 몫도 곱도 일정하지 않다면, 그 관계는 애초에 비례가 아니므로 아무리 조정해도 맞지 않습니다.
이름을 붙여 둘 만한 실수 넷
- 합 대신 한 부분으로 나누기. 4 : 5 로 나눠 갖기는 9로 나누기입니다. 매번 합부터 적으세요.
- 두 속력을 평균하기. 총거리 나누기 총시간. 느린 구간이 더 오래 가니 더 무겁게 세어집니다.
- 복합 단위의 절반만 바꾸기. km/h 에서 로는 위도 아래도 필요합니다.
- 넓이를 길이 배율로 키우기. 길이는 k배, 넓이는 배, 부피는 배.
다음으로 이어지는 곳
비는 부분을 설명하는 대신 부분끼리 비교하는 데 쓰인 분수라서, 그 밑에 있는 것은 크기가 같은 분수와 대분수입니다. 백분율은 합을 100에 고정한 비입니다. 비례상수에 이름을 붙이는 것은 대수 표기(영어)로 가는 첫걸음이고, 원점을 지나는 곧은 선은 방정식(영어)이 이어받는 자리입니다.
이제 당신 차례
세 문제 — 정답이라고 생각하는 것을 누르세요.
12 : 18 을 간단한 비로 나타내면
$30을 2 : 1 로 나눠 가질 때, 더 큰 몫은
펜 3자루가 $4.50입니다. 펜 한 자루는
질문과 답변
- 정해진 비로 양을 나눠 가지려면 어떻게 하나요?
- 비의 부분들을 더하고, 그 합으로 양을 나눠 한 부분의 크기를 구한 다음, 곱해서 나눠 줍니다. 360을 4:5로 나누면 부분이 9개이므로 한 부분은 40이고, 몫은 160과 200입니다. 확인은 몫을 더하면 360으로 돌아온다는 것 — 9 대신 4나 5로 나누는 흔한 미끄러짐을 이것이 잡아냅니다.
- 비와 분수는 무엇이 다른가요?
- 비는 부분과 부분을 비교하고, 분수는 한 부분과 전체를 비교합니다. 빨강과 파랑이 2:3의 비라면 빨강은 전체의 이지 이 아닙니다. 서로 오가려면 먼저 비의 부분들을 더해 전체를 지어야 합니다. 비 문제의 실수 대부분은 이 변환을 머릿속으로 했다 치고 건너뛴 것입니다.
- 단위량 방법이란 무엇인가요?
- 한 단위의 값을 구한 다음 필요한 만큼 곱해 올라가는 방법입니다. 공책 7권이 21이면 한 권은 3이고, 12권은 36입니다. 재치 있는 지름길보다 느리고, 결코 실패하지 않습니다. 비례 문제가 헷갈리게 쓰여 있을 때 손을 뻗을 방법인 이유가 그것입니다. 모든 배율 문제는 이 방법으로 풀 수 있습니다.
- km/h 를 로 바꾸려면 어떻게 하나요?
- 단위를 하나씩 바꿉니다. 킬로미터를 미터로 바꾸려면 1000을 곱하고, 시간을 초로 바꾸려면 3600으로 나눕니다. 합치면 3.6으로 나누는 셈입니다. 그래서 72 km/h 는 입니다. 두 변환을 한 번에 하려는 곳에 조정 방향의 실수가 스며듭니다. 위와 아래를 따로 다루면 정직하게 갑니다.
- 정비례와 반비례는 무엇이 다른가요?
- 정비례에서는 한쪽을 두 배로 하면 다른 쪽도 두 배가 되고 둘의 비가 고정됩니다. y = kx. 반비례에서는 한쪽을 두 배로 하면 다른 쪽이 절반이 되고 곱이 고정됩니다. xy = k. 도장공 넷이 엿새 걸린다면 여덟이면 사흘 — 사람이 늘수록 날은 줄고, 일의 총량이 변하지 않는 것입니다.
- 도형을 3배로 키우면 넓이는 어떻게 되나요?
- 넓이는 아홉 배가 됩니다. 가로도 세로도 3배가 되고 넓이는 그 곱이기 때문입니다. k배 확대는 넓이를 k의 제곱 배, 부피를 k의 세제곱 배로 만듭니다. 1:50,000 지도의 넓이 축척이 1 대 25억이 되는 이유이고, 케이크 틀을 두 배로 하면 반죽이 두 배가 아니라 네 배 필요한 이유입니다.