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114會考數學 第25題 詳解

齒輪比・約分 · 單選 · 題目出處:114 年國中教育會考 數學科(國立臺灣師範大學心理與教育測驗研究發展中心)

題目
【24-25 題為題組】小桃的 18 段變速自行車:前齒輪有 22 齒、33 齒、44 齒共 3 種;後齒輪有 14 齒、16 齒、18 齒、21 齒、24 齒、28 齒共 6 種。齒輪比 =前齒輪齒數後齒輪齒數=\dfrac{\text{前齒輪齒數}}{\text{後齒輪齒數}}。

即使是不同的前齒輪齒數與後齒輪齒數的組合,仍可能產生相同的齒輪比,因此小桃這輛 18 段變速自行車實際上只能夠產生 14 種不同的齒輪比。根據上文,判斷這輛自行車切換前齒輪齒數與後齒輪齒數的組合時,下列哪一個齒輪比有最多種組合?
(A) 116\dfrac{11}{6} (B) 117\dfrac{11}{7} (C) 118\dfrac{11}{8} (D) 119\dfrac{11}{9}

答案(B) 117\dfrac{11}{7}看逐步解析 ↓

逐步解析

  1. 1

    先看考什麼

    這題考「約分與有系統的列舉」。先觀察一個好用的特徵:三種前齒輪 22=11×222 = 11 \times 2、33=11×333 = 11 \times 3、44=11×444 = 11 \times 4 都是 1111 的倍數,而四個選項的分子都是 1111。所以與其把 1818 種組合全部約分,不如反過來問:要約成某個選項的比,前齒輪配 2222、3333、4444 時,後齒輪各該是多少?再檢查那個數在不在清單 14,16,18,21,24,2814, 16, 18, 21, 24, 28 裡。
  2. 2

    檢查11比7

    齒輪比 117\dfrac{11}{7} 表示後齒輪是前齒輪的 711\dfrac{7}{11} 倍。前齒輪 2222 要配後齒輪 1414、前齒輪 3333 要配 2121、前齒輪 4444 要配 2828——而 1414、2121、2828 三個全部都在後齒輪清單裡。所以 2214=3321=4428=117\dfrac{22}{14} = \dfrac{33}{21} = \dfrac{44}{28} = \dfrac{11}{7},共有 33 種組合。
  3. 3

    檢查其他項

    同樣的方法檢查其餘選項。116\dfrac{11}{6}:需要後齒輪 1212、1818、2424,清單裡只有 1818 和 2424(沒有 1212),即 3318\dfrac{33}{18} 與 4424\dfrac{44}{24},共 22 種。118\dfrac{11}{8}:需要 1616、2424、3232,只有 1616 和 2424(沒有 3232),即 2216\dfrac{22}{16} 與 3324\dfrac{33}{24},共 22 種。119\dfrac{11}{9}:需要 1818、2727、3636,只有 1818,即 2218\dfrac{22}{18},僅 11 種。
  4. 4

    確定選項

    組合數比較:117\dfrac{11}{7} 有 33 種,其餘至多 22 種,故選 (B)。最容易錯的地方是漏數:4428\dfrac{44}{28} 約分後也是 117\dfrac{11}{7},只憑印象列舉的人常常漏掉它,把 117\dfrac{11}{7} 數成 22 種,就分不出誰最多而亂選。
答案
(B) 117\dfrac{11}{7}

關鍵觀念:#比與比例 #分數約分 #質因數分解

常見卡點
全班最容易錯在列舉不完整:憑印象隨手約分,漏掉 4428=117\dfrac{44}{28} = \dfrac{11}{7} 這種大數字的組合,把 (B) 數成 22 種。可靠的做法是反向檢查——每個選項的比,依序讓前齒輪是 2222、3333、4444,算出需要的後齒輪(乘以 711\dfrac{7}{11}、611\dfrac{6}{11} 等),再逐一核對清單有沒有這個數,三個前齒輪都問過一輪才算數完。

還是卡住嗎?

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