数学

比率計算機 (A:B = C:D)

GCD単純化とデュアルプロポーションバーを備えた比例式で、A、B、C、Dのいずれかを解きます。

01入力
クロス乗算:A × D = B × C。未知数を選択してください。他は入力が必要です。
02結果
解かれた値
簡略化されたA:B
A ÷ B(小数)
AをA+Bの%で表示
簡略化されたC:D
クロスチェック
× = ×
A:B = C:D - 視覚的な比例
バー1:A:B
バー2:C:D

比率が等しい場合、両方のバーは同じ比率で分割されるべきです。

A:B = C:D ⟺ A × D = B × C。両方の項が整数の場合、簡略化された比率はGCDを使用します。それ以外の場合は小数形式が表示されます。

03仕組み

この計算を行う理由

比率はどこにでも現れます。デザインにおけるアスペクト比(16:9、4:3、21:9)、サイクリングにおけるギア比、化学やコンクリートにおける混合比、画面解像度のスケーリング、財務比率(負債資本比率)、レシピのスケーリングなどです。基本的な代数恒等式 — A:B = C:D ↔ A·D = B·C — は、他の3つがわかっている場合に4つのうちのいずれかを解くことができるクロス乗算規則です。個々の計算は些細ですが、特に結果の単純化(手計算によるGCDの計算)や同等の表現間の変換(16:9 vs 1.778:1 vs 1920:1080)が必要な場合、繰り返し手作業で行うのは面倒です。この計算機は、4つのケース(A、B、C、Dのいずれかを解く)を処理し、結果の比率を最も単純な項に単純化し、2つの比率を並べて表示するデュアルプロポーションバーを表示します。

数式

比例式 A:B = C:D が与えられた場合:

  • Aを解く: A = B · C / D.
  • Bを解く: B = A · D / C.
  • Cを解く: C = A · D / B.
  • Dを解く: D = B · C / A.

単純化: 結果の比率の両辺をGCD(A, B)で割ります。ユークリッドアルゴリズム:GCD(a, 0) = a; GCD(a, b) = GCD(b, a mod b).

小数形式 = A / B (視覚的な比率の解釈のため:16:9 = 1.778、4:3 = 1.333、21:9 = 2.333)。

チャートは2つの水平プロポーションバーを表示します。A:BセグメントとC:Dセグメントで、共通の基準にスケールされ、プロポーショナルな形状が視覚的に比較可能になります。

使用方法

解く対象(A、B、C、またはD)を選択します。わかっている3つの値を入力します。計算機は以下を表示します: - 解かれた値。 - 単純化された形式(例:16:12 → 4:3)。 - 小数形式(例:4:3 → 1.333)。 - デュアルプロポーションバー。

単純化は、両方の辺が整数型の場合にのみ適用されます。非整数の入力は、小数形式のままです。

計算例

Dを解く: A=16, B=9, C=1920、Dを求める。

  • D = 9 · 1920 / 16 = 1080。
  • 比率: 16:9 = 1920:1080。
  • 単純化(左辺):16:9(既に互いに素)。
  • 単純化(右辺):GCD(1920, 1080) = 120; 1920/120 = 16, 1080/120 = 9。同じ比率。
  • 小数:1.778。

Cを解く: A=3, B=4, D=20。

  • C = 3 · 20 / 4 = 15。
  • 比率: 3:4 = 15:20。単純化された右辺:GCD(15, 20) = 5; 15/5 = 3、20/5 = 4。

レシピのスケーリング: A=200 g 小麦粉 : B=120 g 水 = C=? : D=300 g 水。

  • C = 200 · 300 / 120 = 500 g 小麦粉。

サイクリングギア: 52Tフロント × 12Tリア = 4.333比率。同じ比率を50Tフロントで得るには: 50 / 4.333 = 11.5、11に丸める(3T差、比率のずれは4.545)。

落とし穴

比例の方向。A:B = C:D は「AはBに対して、CはDに対して」を意味します。片側を逆にすると(A:B = D:C)、逆比例となり、まったく異なる方程式になります。

整数のみのGCD。4つの値すべてが整数の場合、計算機は単純化します。小数入力(1.5:2.7)の場合、小数形式は単純化されずに残ります。

分母のゼロ。AまたはCを解くには、ゼロでない分母(B、D)が必要です。計算機はエラーで拒否します。

符号処理。負の比率は数学的には有効ですが(勾配 = −2:3 = 下り坂)、通常は混乱を招きます。計算機はそれらを処理します。符号の意味を把握しておいてください。

アスペクト比の慣例。「16:9」と「1.778:1」は同等の形式です。ツールによっては特定の形式が必要になります。計算機は両方表示します。

異なる基準。1:64モデルは、モデルが実物の1/64であることを意味します。反転しないでください。

比率と分数。1:3は1/3ではありません — 1つの部分と3つの部分で、合計4つの部分です。1:3 = 全体の25 %であり、33 %ではありません。

多項比率。1:2:3(コンクリートのセメント:砂:砂利)は三項比率であり、二項比率ではありません。計算機は二項のみを扱います — 三項の場合は、各ペアを個別に正規化してください。

クロス乗算の方向。A·D = B·C であり、A·C = B·D ではありません。速く入力しているときに間違えやすいです。

スケーリングは比率を維持する。両辺を2倍しても16:9 = 16:9 のままとなり、32:9にはなりません。デザインレイアウトでよくある間違いです。

表示解像度と制作解像度。1920×1080は16:9の表示ですが、レガシーフォーマットのピクセルアスペクト比(PAR)は非正方形の場合があります(NTSC 720×480はPAR 0.9で、853×480で表示されます)。最新のデバイスは1:1 PARです。

実用的なコンテキスト

画面デザインのアスペクト比は、最も目に見える日常的な用途です。HDTV/YouTubeは16:9、レガシーTVとタブレットは4:3、超ワイドシネマとゲームは21:9、縦型ビデオ(TikTok、Instagram Reels、Stories)は9:16です。それらの間でクロッピングまたはレターボックス表示を行うには、比率の計算が必要です。1920×1080(16:9)の画像を21:9のフレームに表示する場合、ピラーボックス(側面に黒いバー)または上下のクロッピングが行われ、画像の高さの11 %が失われます。サイクリングギア比は、ペダリングの労力と道路速度を決定します。52Tフロント × 12Tリアは4.33の比率であり、1回のペダル回転でリアホイールが4.33回転することを意味します — 下り坂や平坦なスプリント用の高速ギアです。レシピのスケーリングと化学では、比率の単純化は正確な乗算ほど重要ではありません。デザインと建設では、最も単純な整数項(1920:1152ではなく5:3)への単純化が、スケッチと寸法を伝達可能にするものです。

バリエーション

  • アスペクト比コンバーター: 16:9 ↔ ピクセル寸法 ↔ 小数。
  • 混合比計算機(化学/コンクリート用):三項対応。
  • ギア比計算機(サイクリング/自動車用):フロント×ホイール/リア計算。
  • 比例スケーリング計算機: 既知の比率で値をスケーリング。
  • 連分数展開: 小数を最も近い単純な比率に展開。

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