分数化小数与小数化分数
分数化小数
分数是表示一个数是另一个数的几分之几,而小数是实数的一种特殊的表现形式。将分数化为小数,就是用分子除以分母,得到的商就是对应的小数形式。
真分数和假分数化小数
能整除的情况:当分子能被分母整除时,商是有限小数。例如,分数\(\frac{4}{2}\),计算\(4\div2 = 2\),得到有限小数\(2.0\)。
不能整除的情况:
有限小数:如果分母分解质因数后,只含有质因数\(2\)和\(5\),那么这个分数可以化成有限小数。例如,\(\frac{3}{20}\),分母\(20 = 2\times2\times5\),计算\(3\div20 = 0.15\),得到有限小数。
无限循环小数:如果分母分解质因数后,含有\(2\)和\(5\)以外的质因数,那么这个分数化成的小数是无限循环小数。例如,\(\frac{4}{7}\),计算\(4\div7 = 0.571428571428\cdots\),它是一个无限循环小数,循环节是\(571428\)。
带分数化小数
先把带分数的整数部分保留,然后将分数部分化为小数,再把两部分相加。例如,对于带分数\(3\frac{1}{4}\),先将分数部分\(\frac{1}{4}\)化为小数,\(1\div4 = 0.25\),再加上整数部分\(3\),得到\(3.25\)。
以分数\(\frac{7}{8}\)为例,将其化为小数:
用分子\(7\)除以分母\(8\),即\(7\div8 = 0.875\),得到有限小数\(0.875\)。
再以分数\(\frac{5}{11}\)为例:
计算\(5\div11 = 0.454545\cdots\),得到无限循环小数,循环节是\(45\)。可以用简便记法表示为\(0.\dot{4}\dot{5}\)。
小数化分数
1. 有限小数化分数
步骤:
看小数的位数,将小数写成分母是\(10\)、\(100\)、\(1000\cdots\)的分数,原来小数的小数点后的数字作为分子。
然后将分数化简为最简分数。
举例:
对于\(0.3\),它是一位小数,可写成\(\frac{3}{10}\),\(\frac{3}{10}\)已经是最简分数。
对于\(0.25\),它是两位小数,写成\(\frac{25}{100}\),然后化简,分子分母同时除以\(25\),得到\(\frac{1}{4}\)。
对于\(0.125\),它是三位小数,写成\(\frac{125}{1000}\),分子分母同时除以\(125\),化简为\(\frac{1}{8}\)。
2. 无限循环小数化分数
纯循环小数(从小数点后第一位开始循环)化分数
步骤:
设这个纯循环小数为\(x\),循环节有\(n\)位数字。
将\(x\)扩大\(10^n\)倍(\(n\)为循环节的位数),得到\(10^n x\)。
用\(10^n x - x\),消去循环节,然后求解\(x\)得到分数形式。
举例:
对于\(0.\dot{3}\),设\(x = 0.\dot{3}\),循环节是\(1\)位数字,将\(x\)扩大\(10\)倍,得到\(10x = 3.\dot{3}\)。
用\(10x - x = 3.\dot{3}-0.\dot{3}\),即\(9x = 3\),解得\(x=\frac{3}{9}=\frac{1}{3}\)。
再如\(0.\dot{2}\dot{7}\),设\(x = 0.\dot{2}\dot{7}\),循环节是\(2\)位数字,将\(x\)扩大\(100\)倍,得到\(100x = 27.\dot{2}\dot{7}\)。
用\(100x - x = 27.\dot{2}\dot{7}-0.\dot{2}\dot{7}\),即\(99x = 27\),解得\(x = \frac{27}{99}=\frac{3}{11}\)。
混循环小数(不是从小数点后第一位开始循环)化分数
步骤:
设这个混循环小数为\(x\),不循环部分有\(m\)位数字,循环节有\(n\)位数字。
将\(x\)扩大\(10^m\times(10^n - 1)\)倍,得到一个新的数。
用这个新的数减去\(x\)乘以\(10^m\),消去循环节,然后求解\(x\)得到分数形式。
举例:
对于\(0.2\dot{3}\),设\(x = 0.2\dot{3}\),不循环部分\(1\)位数字,循环节\(1\)位数字。
将\(x\)扩大\(10\times(10 - 1)=90\)倍,得到\(90x = 20.7\dot{3}\),\(10x = 2.\dot{3}\)。
用\(90x-10x = 20.7\dot{3}-2.\dot{3}\),即\(80x = 18.4\),解得\(x=\frac{18.4}{80}\),化简为\(\frac{23}{100}\)。
再如\(0.12\dot{3}\dot{4}\),设\(x = 0.12\dot{3}\dot{4}\),不循环部分\(2\)位数字,循环节\(2\)位数字。
将\(x\)扩大\(100\times(100 - 1)=9900\)倍,得到\(9900x = 1222.1\dot{3}\dot{4}\),\(100x = 12.\dot{3}\dot{4}\)。
用\(9900x - 100x = 1222.1\dot{3}\dot{4}-12.\dot{3}\dot{4}\),即\(9800x = 1210\),解得\(x=\frac{1210}{9800}\),化简为\(\frac{121}{980}\)。