初中数学 有理数与循环小数
1 除以 4 正好在 0.25 结束,可 1 除以 3 得到 0.333…,3 无穷无尽,1 除以 7 则是 142857 这六位整体反复出现。
有的分数化成有限小数,有的化成循环小数,分界线在于:把最简分数的分母分解质因数后,是否只剩下 2 和 5。
反过来,把循环小数乘以 10 的幂,再减去原来的数,无穷的尾巴就整个消掉,变回一个分数。
所以有限小数和循环小数,都是分数(也就是有理数)写成小数的样子。
除出来会是怎样的小数
用计算器做除法,数字会在屏幕写满处截断,所以光看屏幕分不清这个小数是真的结束了还是在一直循环。这一单元把判断的方法从数位数改成看分母。每求一位小数都要乘 10,而 10 = 2 × 5,所以分母里只要还有 2 和 5 以外的质因数,余数就永远不会变成 0。明白了这个道理,不用做除法也能说出 1/40 是有限小数、1/12 是循环小数。
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数轴上的 1/n、用竖式求出的 1 ÷ n 的小数及其循环节、分母的质因数分解第一幅图的数轴把 0 到 1 等分成 n 份并标出 1/n 的位置,下面写着用竖式算出的 1 ÷ n 的小数。如果是循环小数,就在循环节上方画一条线并注明循环节的位数;如果是有限小数,就注明到小数点后第几位结束。最下面两行是分母 n 的质因数分解和判断,把 n 从 6 调到 8,就能看到质因数 3 消失、循环小数变成有限小数的那一刻。第二幅图把用 10x 减去 x 的竖式和按所得分数涂色的圆并排放在一起。
👀 余数告诉我们的事
①用竖式计算 1 ÷ 3,每次余数都是 1,所以商里的 3 没有尽头。
②计算 1 ÷ 7,余数依次是 1、3、2、6、4、5,然后又回到 1,所以 142857 这六位反复出现。
③余数只能是比除数小的数,只要不变成 0,迟早会出现相同的余数,从那以后商就开始循环。
有限小数与循环小数
🔑 化成有限小数的条件
①最简分数的分母分解质因数后只有 2 和 5,就能化成有限小数。
②只要含有 2 和 5 以外的质因数,就化成循环小数。
③1/8 = 1/2³ 是有限小数(0.125),1/6 = 1/(2 × 3) 因为有质因数 3,是循环小数(0.1666…)。
有限小数的判断方法
只有最简分数的分母是 2a × 5b 的形式时,才是有限小数
一定先约分,再把分母分解质因数。
把循环小数化成分数
小数点后面很长,很容易就认为都是循环小数,但循环小数只指同一段数字无限重复的小数。像圆周率那样不重复、无限延伸的小数是无理数,不能写成分数,到九年级才学。另外,判断能否化成有限小数,一定要先化成最简分数。3/30 的分母里有 3,看起来像循环小数,可约分后是 1/10 = 0.1。
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用 10x 减去 x 把循环小数 0.nnn… 化成分数的竖式,以及按大小涂色的圆一位循环节化成分数
0.a̅ = a9
循环节是一位时,分母是 9。
两位循环节化成分数
0.a̅b̅ = ab99
循环节是两位时要算 100x − x,所以分母是 99。
前面有不循环的数位时
混循环小数
0.ab̅ = ab - a90
分别把小数点移到循环开始处和一个循环节之后,得到两个式子,再相减。
📝 把 0.1666… 化成分数
①设 x = 0.1666…。
②10x = 1.666…,100x = 16.666…,这两个式子小数点后面的部分完全相同。
③100x − 10x = 15,所以 90x = 15,x = 15/90 = 1/6。
例题演练
例题 1
判断分数 3/40 是有限小数还是循环小数。
1把最简分数的分母分解质因数。
40 = 2³ × 5
2若分母的质因数只有 2 和 5,则为有限小数。
只有质因数 2, 5 ⇒ 有限小数 (3/40 = 0.075)
▸ 有限小数 (0.075)
最简分数的分母只含 2 和 5 时为有限小数。
例题 2
将循环小数 0.444… 写成最简分数。
1设 x = 0.444…,构造其 10 倍。
x = 0.444…, 10x = 4.444…
2两式相减得 9x = 4。
10x − x = 9x = 4 ⇒ x = 4/9
▸ 4/9
循环小数乘以 10ⁿ 后相减可消去循环节。
考点整理
循环小数化分数的规律
循环节有 n 位 → 分母写 n 个 9
小数点后有 k 位不循环,就在 9 的后面添 k 个 0。
初二 校内考试 题型
使分数 a/30 为有限小数的最小自然数 a 是?
▸ ③ 3
1因 30 = 2 × 3 × 5,要成为有限小数须约去质因数 3。
30 = 2 × 3 × 5
2a 须为 3 的倍数,故最小为 3。
a = 3 (3/30 = 1/10 = 0.1)
🎯 考点
①判断有限小数:先化成最简分数,再看分母的质因数是否只有 2 和 5。
②循环小数的记法:在循环节首尾数字上方加点,或在整个循环节上方画线;本页的图用画线。
③循环小数化分数:用乘以 10ⁿ 后的式子减去原式。
④所有有理数都能写成有限小数或循环小数,反过来也成立。
⑤不循环的无限小数是无理数(九年级)。
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