이 페이지는 학생들이 비율(Rate)과 단위 비율(Unit Rate)의 개념을 마스터할 수 있도록 설계되었습니다. 아래에서는 비율 방정식을 세우는 방법을 설명하는 도입부 예시와 함께, 신중하게 선별된 연습 문제 및 단계별 해답을 확인할 수 있습니다.
비율(Rate)은 단위가 다른 두 양(예: 킬로미터와 시간, 또는 달러와 킬로그램)을 비교하는 비입니다.
자동차 A는 $3$시간 동안 $150$킬로미터를 이동합니다. 자동차 B는 $4$시간 동안 $220$킬로미터를 이동합니다. 두 자동차 모두 일정한 속력으로 달린다고 가정할 때, 두 자동차 중 어느 쪽이 더 빠르게 이동합니까?
먼저, 자동차 A가 정확히 1시간 동안 이동하는 거리를 계산합니다:
$$\frac{150 \text{ km}}{3 \text{ hours}} = \frac{50 \text{ km}}{1 \text{ hour}} = 50 \text{ km/hr}$$
다음으로, 자동차 B가 1시간 동안 이동하는 거리를 계산합니다:
$$\frac{220 \text{ km}}{4 \text{ hours}} = \frac{55 \text{ km}}{1 \text{ hour}} = 55 \text{ km/hr}$$
$50 \text{ km/hr}$와 $55 \text{ km/hr}$라는 양은 분모가 정확히 1단위의 시간이므로 단위 비율(Unit Rate)이라고 불립니다. 이 단위 비율들을 비교함으로써, 자동차 B가 더 빠르게 이동한다는 것을 명확히 알 수 있습니다.
자동차 한 대가 $3$시간 동안 $150$킬로미터를 이동합니다. 일정한 속력이 유지된다고 가정할 때, 이 자동차가 $250$킬로미터를 이동하는 데 몇 시간이 필요합니까?
$250 \text{ km}$를 이동하는 데 필요한 시간을 $t$라고 합시다. 속력이 일정하므로 비율은 동일하게 유지됩니다. 다음과 같이 비례식을 세울 수 있습니다:
$$\frac{150 \text{ km}}{3 \text{ hours}} = \frac{250 \text{ km}}{t}$$
$t$를 구하기 위해 교차 곱셈(cross-multiply) 방법을 사용할 수 있습니다. 등호 건너편으로 대각선 방향을 곱합니다:
$$150 \text{ km} \times t = 250 \text{ km} \times 3 \text{ hours}$$
양쪽을 $150 \text{ km}$로 나누어 $t$를 고립시킵니다:
$$t = \frac{250 \times 3}{150} \text{ hours}$$
$$t = \frac{750}{150} \text{ hours} = \mathbf{5 \text{ hours}}$$
참고: 막히는 경우 해답 상자를 펼쳐서 단계별 논리를 확인하세요.
실제 거리를 킬로미터 단위로 $d$라고 합시다. 지도 축척과 미지의 거리를 비교하는 비례식을 세웁니다:
$$\frac{15 \text{ km}}{5 \text{ cm}} = \frac{d}{15 \text{ cm}}$$
대각선으로 곱합니다(교차 곱셈):
$$15 \text{ km} \times 15 \text{ cm} = d \times 5 \text{ cm}$$
양쪽을 $5 \text{ cm}$로 나눕니다:
$$d = \frac{15 \times 15}{5} \text{ km} = \frac{225}{5} \text{ km} = \mathbf{45 \text{ km}}$$
$330 \text{ 마일}$을 이동하는 데 필요한 갤런 수를 $x$라고 합시다. 비례식을 세웁니다:
$$\frac{220 \text{ miles}}{10 \text{ gallons}} = \frac{330 \text{ miles}}{x}$$
대각선으로 곱합니다:
$$220 \times x = 330 \times 10$$
양쪽을 $220$으로 나누어 $x$를 고립시킵니다:
$$x = \frac{3300}{220} = \mathbf{15 \text{ gallons}}$$
먼저 티켓 정확히 한 장의 가격(단위 비율)을 구합니다:
$$c = \frac{\$66}{10 \text{ tickets}} = \$6.60 \text{ per ticket}$$
티켓 $22$장의 총 가격($C$)을 구하려면 단위 비율에 $22$를 곱합니다:
$$C = 22 \text{ tickets} \times \$6.60 \text{ per ticket} = \mathbf{\$145.20}$$
파트 a: 먼저 상자당 캔의 개수(단위 비율)를 구합니다:
$$\text{Unit Rate} = \frac{36 \text{ cans}}{4 \text{ boxes}} = 9 \text{ cans per box}$$
$7$개 상자 안에 있는 캔의 개수는 다음과 같습니다:
$$7 \text{ boxes} \times 9 \text{ cans per box} = \mathbf{63 \text{ cans}}$$
파트 b: $99$개의 캔을 포장하는 데 필요한 상자 수를 $B$라고 합시다. 단위 비율을 사용하여 비례식을 씁니다:
$$\frac{9 \text{ cans}}{1 \text{ box}} = \frac{99 \text{ cans}}{B}$$
대각선으로 곱하고 $B$를 구합니다:
$$9 \times B = 99 \times 1 \implies B = \frac{99}{9} = \mathbf{11 \text{ boxes}}$$
먼저 사과 $1 \text{ kg}$의 가격(단위 비율)을 구합니다:
$$c = \frac{\$15}{4 \text{ kg}} = \$3.75 \text{ per kg}$$
$1 \text{ kg}$의 가격을 알았으므로, $11 \text{ kg}$의 가격($C$)은 다음과 같습니다:
$$C = 11 \text{ kg} \times \$3.75 \text{ per kg} = \mathbf{\$41.25}$$
파트 a: 1분 동안 이동된 물의 갤런 수(단위 비율)를 구합니다:
$$\text{Unit Rate} = \frac{55 \text{ gallons}}{10 \text{ minutes}} = 5.5 \text{ gallons per minute}$$
$22 \text{ 분}$ 동안 이동된 물의 양은 다음과 같습니다:
$$22 \text{ minutes} \times 5.5 \text{ gallons per minute} = \mathbf{121 \text{ gallons}}$$
파트 b: $165 \text{ 갤런}$을 이동하는 데 걸리는 분 수를 $T$라고 합시다. 비례식을 세웁니다:
$$\frac{55 \text{ gallons}}{10 \text{ minutes}} = \frac{165 \text{ gallons}}{T}$$
대각선으로 곱하고 풉니다:
$$55 \times T = 165 \times 10 \implies T = \frac{1650}{55} = \mathbf{30 \text{ minutes}}$$
모든 $324 \text{ 리터}$가 새는 데 걸리는 총 시간(시간)을 $T$라고 합시다. 비율의 동등성을 이용합니다:
$$\frac{3 \text{ liters}}{5 \text{ hours}} = \frac{324 \text{ liters}}{T}$$
대각선으로 곱합니다:
$$3 \times T = 5 \times 324$$
양쪽을 $3$으로 나누고 간단히 합니다:
$$T = \frac{1620}{3} = \mathbf{540 \text{ hours}}$$
캔 $5$개의 무게를 $W$라고 합시다. 비율의 동등성을 이용합니다:
$$\frac{20 \text{ cans}}{7300 \text{ grams}} = \frac{5 \text{ cans}}{W}$$
대각선으로 곱합니다:
$$20 \times W = 5 \times 7300$$
양쪽을 $20$으로 나누고 간단히 합니다:
$$W = \frac{36500}{20} = \mathbf{1825 \text{ grams}}$$
이 문제에서는 채워지는 비율($R_f$)과 새는 비율($R_l$)이라는 두 가지 상반된 비율이 존재합니다. 둘 다 초당 단위 비율을 구해봅시다:
$$R_f = \frac{5 \text{ liters}}{45 \text{ seconds}} = \frac{1}{9} \text{ liters per second}$$
$$R_l = \frac{1 \text{ liter}}{180 \text{ seconds}}$$
$1 \text{ 시간} = 3600 \text{ 초}$임을 알고 있습니다. 이 시간 동안 두 동작에 대한 총 부피를 각각 계산해 봅시다.
$1 \text{ 시간}$ 후 채워진 물의 양($Q_1$)은 다음과 같습니다:
$$Q_1 = R_f \times 3600 = \frac{1}{9} \times 3600 = 400 \text{ liters}$$
$1 \text{ 시간}$ 후 누수로 인해 손실된 물의 양($Q_2$)은 다음과 같습니다:
$$Q_2 = R_l \times 3600 = \frac{1}{180} \times 3600 = 20 \text{ liters}$$
따라서 $1 \text{ 시간}$ 후 용기 안에 남아 있는 물의 총량($Q$)은 다음과 같습니다:
$$Q = Q_1 - Q_2 = 400 - 20 = \mathbf{380 \text{ liters}}$$