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发布于 2025-09-26 / 55 阅读
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糖水不等式

# 糖水不等式入门与实用指南

这是一份面向新手的、可直接上手的糖水不等式说明书。它用生活场景解释分式比较与浓度变化,帮助你快速判断“加糖/加水后更甜还是更淡”,并能迁移到更多实际问题。

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## 一、核心结论(单杯糖水)

设定: 有一杯糖水,糖为 b 克,总量为 a 克(浓度为 b/a),再加入糖 c 克(c > 0)。

结论:

- 如果 b/a < 1(即不是纯糖),那么 (b + c)/(a + c) > b/a,糖水变甜

- 如果 b/a = 1(纯糖),浓度不变

- 如果 b/a > 1(不合常理),糖水反而变淡

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## 二、两杯混合糖水

设两杯糖水浓度分别为 b1/a1 和 b2/a2,混合后浓度为 (b1 + b2)/(a1 + a2)

结论:

混合后的浓度一定介于两者之间

即:min(b1/a1, b2/a2) ≤ (b1 + b2)/(a1 + a2) ≤ max(b1/a1, b2/a2)

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## 三、为什么成立

直觉解释:

加糖等于提高糖占比,只要原来不是纯糖,新增的糖会让整体更甜。

代数验证:

比较 (b + c)/(a + c) 与 b/a

交叉相乘得:

(b + c) × a 与 b × (a + c) 比较

化简后得到:

ca 与 bc 比较

即:a 与 b 比较

所以当 b/a < 1 时,糖水变甜。

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## 四、如何应用

1. 明确对象:是加糖、加水,还是混合?

2. 判断类型:

- 加糖:分子分母都加同一个正数

- 加水:只加分母

- 混合:分子分母分别相加

3. 选择规则:

- 加糖:若原浓度 < 1,则新浓度变大

- 加水:浓度一定变小

- 混合:新浓度介于两者之间

4. 写出结论:根据规则直接判断或交叉相乘验证

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## 五、实战示例

示例1:单杯加糖

糖 20 克,总量 200 克,加入糖 20 克

原浓度:20/200 = 0.1

新浓度:40/220 ≈ 0.1818

结论:变甜

示例2:加水

糖 20 克,总量 200 克,加入水 100 克

新浓度:20/300 ≈ 0.0667

结论:变淡

示例3:两杯混合

A 杯浓度 10/100 = 0.1,B 杯浓度 30/150 = 0.2

混合后浓度:40/250 = 0.16

结论:介于 0.1 与 0.2 之间,更靠近 B 杯

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## 六、常见变体与易错点

- 分子分母加的不是同一个数:不能直接用糖水不等式,要交叉相乘比较

- 加的是糖水而不是纯糖:应使用“两杯混合”规则

- 忘记正数条件:默认 a > 0,b ≥ 0,c > 0

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## 七、练习题

1. 已知 b/a = 1/5,加入糖 c > 0,比较新旧浓度

答:新浓度更大

2. 已知 b/a = 1/4,加入水 c > 0,比较新旧浓度

答:新浓度更小

3. A 杯浓度 1/10,B 杯浓度 1/4,混合后浓度范围?

答:在 0.1 到 0.25 之间

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## 八、小结

- 单杯加糖:分子分母同加同正数 → 分数变大

- 单杯加水:分母增大 → 分数变小

- 两杯混合:新浓度介于两者之间,靠近量更大的那杯

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是否在生活中遇到过类似的“浓度判断”问题?

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