Математика / Алгебра

Основное свойство пропорции

Основное свойство пропорции утверждает: в равенстве двух дробей произведение крайних членов равно произведению средних членов.

Опубликовано: Обновлено:

Формула

$$\frac{a}{b} = \frac{c}{d}\quad \Longleftrightarrow \quad ad = bc$$

Обозначения

a, b, c, d
члены пропорции, при этом b и d не равны нулю

Условия применения

  • Пропорция записана как равенство двух отношений a/b = c/d.
  • Знаменатели b и d не равны нулю.
  • Все величины в отношениях сопоставимы: например, длина с длиной, цена с количеством, масштаб с расстоянием.

Ограничения

  • Нельзя применять свойство, если хотя бы один знаменатель равен нулю.
  • Перемножать нужно именно крайние и средние члены, а не соседние числа без учета их места в пропорции.
  • Если отношения составлены из величин разных типов, сначала нужно проверить смысл пропорции.

Подробное объяснение

Пропорция означает равенство двух отношений. Запись a/b = c/d говорит, что дроби выражают одну и ту же часть или один и тот же коэффициент сравнения. Основное свойство переводит это равенство в форму ad = bc, где уже нет дробной черты. Вывод получается умножением обеих частей пропорции на произведение знаменателей bd. В левой части сокращается b, в правой сокращается d, и остается ad = bc. Так как умножение выполнено на ненулевые величины, равенство не меняет смысла. Если одно из чисел в пропорции неизвестно, свойство превращает задачу в линейное уравнение. Например, x/6 = 5/3 дает 3x = 30. Дальше остается разделить обе части на коэффициент при x. В задачах на масштаб и подобие пропорция сохраняет одинаковое отношение двух пар величин. В задачах на проценты она связывает часть и целое. В каждом случае важно правильно расположить величины в дробях, чтобы одинаковые типы величин стояли в одинаковых местах. Свойство работает в обе стороны: если ad = bc и b, d не равны нулю, то можно записать пропорцию a/b = c/d. Это удобно при проверке ответа.

Как пользоваться формулой

  1. Запишите пропорцию в виде равенства двух дробей.
  2. Перемножьте крайние и средние члены.
  3. Составьте уравнение ad = bc.
  4. Решите полученное уравнение.

Историческая справка

Пропорции изучались задолго до современной алгебры. В древней математике они возникали в задачах на измерение, обмен, строительство и подобие фигур. В античной геометрии теория отношений и пропорций получила строгую форму в «Началах» Евклида, где пропорции служили языком сравнения величин. В средневековой арифметике и торговой практике пропорции применяли для пересчета цен, долей и мер. Современная запись с дробями и буквами появилась после развития алгебраической символики. Школьное равенство ad = bc сохраняет древнюю идею равных отношений, но записывает ее коротко и удобно для решения уравнений. В XX веке такая запись стала стандартной в школьных учебниках: она позволяет быстро переходить от доказанного свойства к вычислению и сохраняет связь с исходным рассуждением.

Пример

Задача: найти x из пропорции x/8 = 15/12. Дано: x/8 и 15/12 - равные отношения, знаменатели 8 и 12 не равны нулю. По основному свойству пропорции произведение крайних членов равно произведению средних: 12x = 8*15. Считаем: 12x = 120, значит x = 120/12 = 10. Ответ: x = 10. Проверка: 10/8 = 1,25 и 15/12 = 1,25, отношения совпадают. Если перепутать пары и записать 8x = 12*15, получится другое число, которое проверку исходной пропорцией не пройдет. Дополнительная проверка: если выполнить обратную подстановку в исходную запись, обе части дают одно и то же значение, а единицы ответа соответствуют величине из условия.

Частая ошибка

Частая ошибка - перемножить не те члены пропорции. В a/b = c/d крайние члены a и d, средние b и c. Еще забывают, что b и d не могут равняться нулю. В текстовых задачах опасно составлять дроби в разном порядке: например, в одной дроби длина к цене, а в другой цена к длине. Перед вычислением стоит подписать каждое отношение словами.

Практика

Задачи с решением

Найти неизвестный член пропорции

Условие. Решите пропорцию x/9 = 4/3.

Решение. По свойству пропорции 3x = 9*4 = 36, поэтому x = 12. Проверка: 12/9 = 4/3.

Ответ. x = 12

Применить пропорцию к масштабу

Условие. На плане 2 см соответствуют 5 м. Какой длине соответствует 6 см?

Решение. Составим пропорцию 2/5 = 6/x. Тогда 2x = 30, x = 15 м.

Ответ. 15 м

Калькулятор

Посчитать по формуле

Введите значения и нажмите «Рассчитать».

Дополнительные источники

  • Макарычев Ю. Н., Миндюк Н. Г., Нешков К. И. Алгебра. 7 класс. Разделы «Выражения», «Уравнения», «Степень с натуральным показателем»
  • Мерзляк А. Г., Полонский В. Б., Якир М. С. Алгебра. 7 класс. Главы о линейных уравнениях, степенях и многочленах
  • ФИПИ. ОГЭ по математике: кодификатор проверяемых требований, раздел «Алгебраические выражения и уравнения»

Связанные формулы

Математика

Корень линейного уравнения ax + b = 0

$x = -\frac{b}{a},\quad a \ne 0$

Корень линейного уравнения ax + b = 0 находят переносом свободного члена в правую часть и делением на ненулевой коэффициент при x.

Математика

Равносильные преобразования уравнения

$A = B \Longleftrightarrow A + m = B + m$

Равносильные преобразования меняют запись уравнения, но сохраняют все его решения. В 7 классе это основа переноса слагаемых, раскрытия скобок и деления на ненулевой коэффициент.

Математика

Прямая пропорциональность

$y = kx$

Прямая пропорциональность описывает зависимость, при которой одна величина равна другой величине, умноженной на постоянный коэффициент. Ее график проходит через начало координат.

Математика

Приведение подобных слагаемых

$ka + ma = (k + m)a$

Приведение подобных слагаемых позволяет заменить сумму однотипных членов одним членом с общим буквенным множителем. Это базовое действие для упрощения выражений, решения линейных уравнений и подготовки многочленов к дальнейшим преобразованиям.

Математика

Умножение многочлена на многочлен

$(a + b)(c + d) = ac + ad + bc + bd$

Чтобы умножить многочлен на многочлен, каждый член первого многочлена умножают на каждый член второго, затем приводят подобные слагаемые.

Математика

Вынесение общего множителя за скобки

$ab + ac = a(b + c)$

Вынесение общего множителя за скобки превращает сумму одночленов с общей частью в произведение. Это первый и самый важный способ разложения многочлена на множители в 7 классе.