I matematik betyder ordet "proportioner" en lighed mellem to forhold. Altså en ligning af formen a/b = c/d, hvor både tællere og nævnere er tal eller udtryk. Proportioner bruges til at sammenligne størrelser og til at finde en ukendt værdi ved hjælp af krydsmultiplikation.
Grundlæggende eksempler
Nogle simple eksempler på proportioner:
- 50/100 = 1/2
- 75/100 = 3/4
- x/100 = 3/4, hvor x = 75 (løses ved at gange begge sider med 100)
Hvordan man løser en proportion
Hvis man har en proportion a/b = c/d, kan man bruge krydsmultiplikation: a·d = b·c. For at finde en ukendt værdi isolerer man den ved at dividere eller gange begge sider efter behov.
Eksempel: x/100 = 3/4. Krydsmultiplikation giver x·4 = 100·3, altså x = 300/4 = 75.
Anvendelse i algebra — praktisk eksempel
Proportioner bruges ofte til at beregne ændringer, når én størrelse ændres i forhold til en anden. Eksempel:
Antag, at man tidligere købte benzin for $40 til prisen $3,50 pr. enhed. Hvis prisen stiger til $3,85, hvad vil det samme antal enheder så koste?
Fremgangsmåde: Først finder vi hvor mange enheder man fik for $40 ved den gamle pris: 40 / 3,50. Det samme antal enheder til den nye pris koster derfor
x/3,85 = 40/3,50
Løsning ved krydsmultiplikation:
- x = (40 / 3,50) · 3,85 = 44,00
Det betyder, at det samme antal enheder koster $44,00 efter prisstigningen — altså $4 mere end før.
Direkte og omvendt proportionalitet
To begreber, der ofte omtales i forbindelse med proportioner:
- Direkte proportionalitet: Når én størrelse vokser i samme forhold som en anden. Formelt: y = kx (k er konstant). Eksempel: prisen på flere identiske varer er direkte proportional med antallet af varer.
- Omvendt proportionalitet: Når én størrelse falder, når den anden vokser, så produktet er konstant: y = k/x. Eksempel: tid ≈ arbejde/antal personer (ved konstant arbejdsindsats).
Proportioner i statistik
I statistik kaldes en proportion (andel) et tal, der angiver hvor stor en del af en stikprøve eller en population der har en bestemt egenskab. Ofte udtrykkes den som en brøk, et decimaltal eller en procentdel.
Til at repræsentere en stikprøveandel bruges ofte bogstavet
og til populationsandelen bruges bogstavet
Hvis x er antallet af "succeser" i en stikprøve af størrelse n, så er stikprøveandelen p = x/n. Eksempel: Hvis 30 ud af 120 adspurgte foretrækker en given mulighed, er p = 30/120 = 0,25 = 25%.
Ved statistiske analyser bruger man proportioner blandt andet til at beregne standardfejl, konfidensintervaller og til hypotesetest. Standardfejlen for en stikprøveproportion p er f.eks. sqrt(p(1−p)/n).
Yderligere bemærkninger
- Procenter er blot proportioner multipliceret med 100. Fx svarer 3/4 til 75%.
- Ved løsning af proportioner er det vigtigt at holde styr på enhederne (fx kr./liter eller personer/time) — enheden i resultatet følger af regnestykket.
- Proportioner er et enkelt, men meget anvendeligt værktøj i matematik, fysik, økonomi og statistik til at beskrive relationer mellem størrelser.