循环小数如何化成分数?
在数学中,小数可以分为有限小数和无限小数,而无限小数又分为无限不循环小数(如π)和无限循环小数(如0.333…),循环小数是指小数部分有一个或几个数字按一定规律无限重复的数。
- 333…(写作0.\overline{3})
- 142857142857…(写作0.\overline{142857})
这类小数可以精确地转化为分数,下面我们就来详细讲解转化的方法。
纯循环小数的分数化
纯循环小数是指循环节从小数点后第一位就开始的小数,例如0.\overline{3}、0.\overline{142857},转化方法如下:
步骤:
- 设循环小数为( x )。
- 根据循环节的位数乘以相应的10的幂次。
- 两式相减消去循环部分,解方程得到分数。
示例1:0.\overline{3} 化分数
- 设 ( x = 0.\overline{3} = 0.333… )
- 循环节有1位,乘以10:( 10x = 3.333… )
- 两式相减:( 10x - x = 3.333… - 0.333… ) → ( 9x = 3 ) → ( x = \frac{3}{9} = \frac{1}{3} )
示例2:0.\overline{142857} 化分数
- 设 ( x = 0.\overline{142857} )
- 循环节有6位,乘以( 10^6 = 1000000 ):( 1000000x = 142857.142857… )
- 相减:( 1000000x - x = 142857 ) → ( 999999x = 142857 ) → ( x = \frac{142857}{999999} = \frac{1}{7} )
混循环小数的分数化
混循环小数是指小数点后有不循环的部分,然后才开始循环的小数,例如0.16\overline{6}、0.23\overline{45},转化方法如下:
步骤:
- 设混循环小数为( x )。
- 根据不循环位数和循环位数分别乘以10的幂次。
- 相减消去循环部分,解方程得到分数。
示例1:0.16\overline{6} 化分数
- 设 ( x = 0.16\overline{6} = 0.1666… )
- 不循环部分1位,循环部分1位,先乘10:( 10x = 1.666… )
再乘100:( 100x = 16.666… )
- 相减:( 100x - 10x = 16.666… - 1.666… ) → ( 90x = 15 ) → ( x = \frac{15}{90} = \frac{1}{6} )
示例2:0.23\overline{45} 化分数
- 设 ( x = 0.23\overline{45} = 0.23454545… )
- 不循环部分2位,循环部分2位,先乘100:( 100x = 23.454545… )
再乘10000:( 10000x = 2345.454545… )
- 相减:( 10000x - 100x = 2345.454545… - 23.454545… ) → ( 9900x = 2322 ) → ( x = \frac{2322}{9900} = \frac{129}{550} )
总结规律
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纯循环小数:分母由与循环节位数相同的9组成,分子为循环节数字。
如 ( 0.\overline{abc} = \frac{abc}{999} )
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混循环小数:分母由不循环位数个0和循环位数个9组成,分子为整个小数部分减去不循环部分。
如 ( 0.ab\overline{cd} = \frac{abcd - ab}{9900} )
实际应用
循环小数化分数在数学计算、方程求解、分数比较等方面非常有用。
- 比较 ( 0.\overline{6} ) 和 ( \frac{2}{3} ):( 0.\overline{6} = \frac{2}{3} ),两者相等。
- 解方程 ( 0.\overline{x} = \frac{1}{3} ),可快速得到 ( x = 3 )。
掌握这一技巧,能让你在数学运算中更加高效!
循环小数化分数并不难,只要记住规律,多加练习,就能轻松掌握,无论是纯循环还是混循环,都可以通过简单的代数方法转化为分数,让数学计算变得更清晰!