# 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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