Tính chất tỉ lệ thức và tìm số chưa biết
Sau bài này, em sẽ
- Học sinh biến đổi được tỉ lệ thức theo tính chất cơ bản.
- Học sinh tìm được số chưa biết trong tỉ lệ thức và giải được bài toán nhiều bước.
Khám phá: Pha màu cho ngày hội
Nhóm An pha màu xanh theo công thức: cứ có $2$ phần màu vàng thì dùng $3$ phần màu lam. Nhóm Bình đang có $3$ phần màu vàng và $4$ phần màu lam. Hai hỗn hợp đã cùng tỉ lệ chưa?
Muốn giữ đúng tỉ lệ của nhóm An, khi có $3$ phần màu vàng, nhóm Bình cần dùng $x$ phần màu lam sao cho $\frac{2}{3}=\frac{3}{x}$. Nhân chéo được $2x=9$, nên $x=4{,}5$. Nhóm Bình hiện có $4$ phần màu lam, ít hơn lượng cần có $0{,}5$ phần. Vì vậy, hai hỗn hợp hiện tại chưa cùng tỉ lệ.
Hãy kéo thanh trượt đến khi hai đường trên đồ thị gặp nhau. Quan sát giá trị của $x$ và hai tích chéo để kiểm tra lượng màu lam cần dùng.
Kiến thức trọng tâm
Tỉ lệ thức là đẳng thức của hai tỉ số, có dạng $\frac{a}{b}=\frac{c}{d}$, trong đó $b\ne 0$ và $d\ne 0$.
Tính chất cơ bản: $\frac{a}{b}=\frac{c}{d}$ khi và chỉ khi $ad=bc$. Nói cách khác, tích hai số ở hai đầu bằng tích hai số ở giữa. Tính chất này cho phép ta bỏ các mẫu số để lập phương trình tìm số chưa biết.
Một số cách viết tương đương: Nếu $\frac{a}{b}=\frac{c}{d}$ và cả bốn số $a,b,c,d$ đều khác $0$, ta có thể viết $\frac{b}{a}=\frac{d}{c}$ hoặc $\frac{a}{c}=\frac{b}{d}$. Điều kiện cả bốn số khác $0$ bảo đảm các mẫu số mới cũng khác $0$.
Tính chất cộng, trừ: Nếu $\frac{a}{b}=\frac{c}{d}=r$, thì $a=rb$ và $c=rd$. Do đó, khi mẫu số mới khác $0$:
$$\frac{a+c}{b+d}=r \quad (b+d\ne 0), \qquad \frac{a-c}{b-d}=r \quad (b-d\ne 0).$$
Vì vậy, có thể cộng hoặc trừ các tử số tương ứng, đồng thời cộng hoặc trừ các mẫu số tương ứng. Không được chỉ cộng hoặc trừ ở tử hay chỉ ở mẫu.
Khi tìm số chưa biết: nhân chéo, giải phương trình vừa lập được, rồi thay kết quả vào tỉ lệ thức ban đầu để kiểm tra. Luôn kiểm tra mẫu số khác $0$.
Ví dụ có lời giải
Ví dụ 1: Tìm một số chưa biết
Tìm $x$ biết $\frac{8}{14}=\frac{x}{35}$.
- Nhân chéo: $8\cdot 35=14x$.
- Tính tích: $280=14x$.
- Chia hai vế cho $14$: $x=20$.
- Kiểm tra: $\frac{20}{35}=\frac{4}{7}$ và $\frac{8}{14}=\frac{4}{7}$. Vậy $x=20$.
Ví dụ 2: Dùng tính chất cộng và trừ
Biết $\frac{2}{3}=\frac{4}{6}$. Hãy lập một tỉ lệ thức mới bằng cách cộng các tử số và mẫu số tương ứng, rồi lập một tỉ lệ thức mới bằng cách trừ chúng.
- Cộng tử số và mẫu số tương ứng: $\frac{2+4}{3+6}=\frac{6}{9}=\frac{2}{3}$.
- Trừ tử số và mẫu số tương ứng: $\frac{2-4}{3-6}=\frac{-2}{-3}=\frac{2}{3}$.
- Các mẫu số mới đều khác $0$, nên hai phép biến đổi đều hợp lệ. Kết quả vẫn bằng tỉ số ban đầu.
Ví dụ 3: Kết nối hai tỉ lệ thức
Ba số dương $x,y,z$ thỏa mãn $\frac{x}{y}=\frac{2}{3}$, $\frac{y}{z}=\frac{3}{4}$ và $x+z=30$. Tìm $x,y,z$.
- Từ $\frac{x}{y}=\frac{2}{3}$, đặt $x=2k$, $y=3k$ với $k>0$.
- Từ $\frac{y}{z}=\frac{3}{4}$, đặt $y=3m$, $z=4m$ với $m>0$.
- Cùng là số $y$ nên $3k=3m$, suy ra $k=m$. Do đó $x=2k$, $y=3k$, $z=4k$.
- Dùng điều kiện tổng: $x+z=2k+4k=30$, nên $6k=30$ và $k=5$.
- Suy ra $x=10$, $y=15$, $z=20$. Kiểm tra: $\frac{10}{15}=\frac{2}{3}$, $\frac{15}{20}=\frac{3}{4}$ và $10+20=30$. Vậy bộ ba cần tìm là $x=10$, $y=15$, $z=20$.
Lỗi hay gặp / Mẹo nhớ
- Lỗi: Nhân chéo sai vị trí. Với $\frac{a}{b}=\frac{c}{d}$, hãy viết rõ $ad=bc$ trước khi tính.
- Lỗi: Cộng hoặc trừ tử số mà không làm tương ứng với mẫu số. Tính chất cộng, trừ tác động đồng thời lên cả tử và mẫu.
- Lỗi: Chia cho một số có thể bằng $0$. Trước khi chia, hãy kiểm tra số đó khác $0$.
- Mẹo nhớ: “Hai đầu nhân nhau, hai giữa nhân nhau”; tìm xong thì thay lại để kiểm tra.
- Mẹo làm bài nhiều bước: Ghi lại số chung xuất hiện trong các tỉ lệ thức, rồi mới dùng điều kiện về tổng hoặc hiệu.
Tự kiểm tra nhanh
- Hai tỉ số $\frac{3}{5}$ và $\frac{9}{15}$ có lập thành tỉ lệ thức không? Vì sao?
- Tìm $x$ biết $\frac{x}{12}=\frac{5}{8}$.
- Biết $\frac{a}{b}=\frac{3}{4}$ và $a+b=35$. Tìm $a$ và $b$.
Đáp án — chỉ xem sau khi tự làm:
- Có, vì $3\cdot 15=5\cdot 9=45$.
- Nhân chéo: $8x=60$, nên $x=\frac{15}{2}$.
- Đặt $a=3k$, $b=4k$. Khi đó $7k=35$, nên $k=5$. Vậy $a=15$, $b=20$.