计算与数列 · 方法讲解

循环小数与分数互化

移动小数点,让无限尾部站到同一列。

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01

让相同的无限尾部对齐

把 x=0.12(34)=0.123434… 化成分数;只有34循环,12不循环。先越过不循环部分,再多移动一个完整循环节。

分步演示:尾部怎样对齐?

每次前进一步,观察小数点后的完整尾部。上横线用于标识循环部分,颜色只是辅助。

第1步 / 5:确定数值

x = 0.12(34) = 0.123434…;不循环部分2位,循环节2位。

演示结论

611/4950

9900x=1222,再约分。

不是删掉省略号,而是减去同一个数。

100x和10000x的小数尾部完全相同,所以两式相减能得到精确整数。循环节中的前导零必须保留。

S班 · 六年级拓展算术

移动小数点,让无限尾部站到同一列。

纯循环与混循环十进制移位余数重复

A/S 是本项目的教学深度编排,不代表地区或机构官方课纲。

02

学习目标与适用条件

学完能做什么

  • 准确标出不循环部分与循环节,保留前导零。
  • 解释为什么要乘两个十的整数次幂,再相减。
  • 由分数的长除法判断何时结束、何时开始循环。
  • 识别同值异写,检查“看起来相同”的尾部是否真的对齐。

必要前置

十进制位值、小数点移位、分数约分、整数带余除法;理解用 x 代表一个确定的数。

本页先讨论 0 到 1 之间的数。带整数部分时可先分离整数;负数先处理绝对值,再补负号。所有分母都必须非零。

本页记号:0.12(34) = 0.12343434…,括号只包住无限重复的 34。12 是两位不循环部分,34 是两位循环节。0.(03) = 0.030303…,其中 03 必须按两位计。

从小数点后第一位就循环叫纯循环;先有若干不循环位再循环叫混循环。有限截断 0.1234 与无限循环 0.12(34) 不是同一个数。

适用范围:有限小数或最终循环的小数。对没有最终循环结构的无限小数,不能擅自套用“若干个9”的规则。本页不要求无穷级数或高阶数论。

03

不是消去省略号,而是消去相同的数

设 x = 0.12(34)。先移动两位,越过不循环部分;再多移动一个完整循环节。两式小数点后的数都严格等于 0.(34)。

10000x = 1234.343434… 100x = 12.343434… ──────────────────── 9900x = 1222

可以把上面两行分别写成 1234 + t 与 12 + t,其中 t = 0.(34)。相减时 t − t = 0,不需要把无限位逐一减完。

把移位规则说清楚

对 x = 0.A(B),设 A 有 m 位,B 有 n 位,n ≥ 1;A、B 的位数按原写法计算,不能丢前导零。AB 表示把两段数字依次连接形成的整数,A 表示不循环部分形成的整数。

(10m+n − 10m)x = AB − A

x = (AB − A) / [10m(10n − 1)]

分母是 n 个9,后接 m 个0;分子是“到第一个完整循环节为止的整数”减“不循环部分的整数”。纯循环时 m = 0,把 A 当作 0。得到分数后还要约分。

检查尾部的起点:对 0.12(34),1000x 的尾部是 0.(43),100x 的尾部是 0.(34)。两者不同,不能直接删去。多移的位数必须让循环回到相同位置。
04

先应用,再识别表示的结构

例1 · 把 0.12(34) 化成最简分数

题目条件:只有 34 无限循环,12 不循环。

  1. 设数:x = 0.123434…。
  2. 对齐:100x = 12.343434…;10000x = 1234.343434…。
  3. 相减:9900x = 1234 − 12 = 1222。
  4. 约分:x = 1222/9900 = 611/4950。分子分母的最大公因数为2,约分后互质。
  5. 回查:611 ÷ 4950 的前两位是12,随后余数1700开始反复产生34,吻合原数。

例2 · S班结构变式:不同写法,是否同一个数?

比较 a = 0.1(02)、b = 0.10(20) 与 c = 0.1(2)。先保留循环节中的0,再用分数比较。

  1. a = 0.1020202…,有1位不循环部分与2位循环节。1000a = 102.0202…,10a = 1.0202…,所以 990a = 101,a = 101/990。
  2. b = 0.1020202…,有2位不循环部分与2位循环节。10000b = 1020.2020…,100b = 10.2020…,所以 9900b = 1010,b = 101/990。
  3. c = 0.12222…,有1位不循环部分与1位循环节。100c − 10c = 12 − 1 = 11,所以 c = 11/90 = 121/990。
  4. 结论:a = b < c,且 c − a = 20/990 = 2/99。

同一个数的循环起点可以写得较晚,但必须同时调整循环节的起点;把02中的0删掉会改变数值。判断依据是展开结构或精确分数,不能只数括号里的数字。

05

余数记住了下一步的全部信息

以 7/12 为例。每次用“当前余数 × 10”除以12,商是下一位小数,新的余数继续参与下一轮。

7 ÷ 12 的长除法记录
轮次带余除法小数位新余数
170 = 12 × 5 + 10510
2100 = 12 × 8 + 484
340 = 12 × 3 + 434,再次出现

余数4重复后,同样的除法会永远给出商3、余数4。因此 7/12 = 0.58(3)。循环从重复余数第一次出现之后产生的那一位开始,不从第一位5开始。

对分母为正整数 q 的分数,余数只能是 0、1、…、q−1。余数变成0,除法结束;若一直非零,有限种余数中必有重复,后续小数位于是循环。这个理由解释了分数的小数表示一定有限或最终循环。

边界:0.(9) 是1。

设 y = 0.(9),10y = 9 + y,所以 9y = 9,y = 1。它不是“无限接近但始终小于1”的有限截断。有限小数还可以用末尾无限9表示;讨论有限/循环时,通常采用长除法余数为0便停止的标准写法。

06

两道练习,换两种思考方向

练习1 · 保留前导零

将 0.0(27) 化成最简分数。说明它与 0.(027) 是否相等。

查看完整解析

设 u = 0.0272727…,1000u = 27.2727…,10u = 0.2727…;990u = 27,得到 u = 3/110。

设 v = 0.027027…,1000v − v = 27;v = 27/999 = 1/37。两者不相等,u − v = (111 − 110)/4070 = 1/4070 > 0。前者只有27循环;后者027整体循环。

练习2 · 从余数找循环起点

不使用小数近似,求 5/28 的小数表示,指出不循环部分和最短循环节,再用移位相减回查。

查看完整解析

依次做带余除法:50 = 28×1+22;220 = 28×7+24;240 = 28×8+16;160 = 28×5+20;200 = 28×7+4;40 = 28×1+12;120 = 28×4+8;80 = 28×2+24。

余数序列为22、24、16、20、4、12、8、24。24第一次出现于第二位之后,直到第八位后才重复;中间余数没有重复。因此前两位17不循环,后六位857142组成最短循环节,5/28 = 0.17(857142)。

设 z = 0.17(857142),100z = 17.857142…,100000000z = 17857142.857142…;99999900z = 17857125,故 z = 17857125/99999900 = 5/28,回查完成。

本页例题和练习为围绕上述原理自拟。

07

容易错在哪里?

易错对照
错误做法纠正与原因
把 0.(3) 写成 3/103/10 是截断的0.3;0.(3) = 3/9 = 1/3。
0.12(34) 的分母写9999后补两个0,分子是1234−12,得到1222/9900。
0.(03) 用3/9计算03有两位,分母应是99;3/99 = 1/33。
尾部都有省略号就消掉需要每一位完全相同且起点对齐,如0.(34)与0.(43)就不同。
看到循环节写得长就认为数更大0.(3) = 0.(33);可先展开或化分数,表示长度不决定数值。

简要回顾

  1. 标出数值、循环节和不循环部分,按位计数并保留0。
  2. 越过不循环部分,再多移一个完整循环节,确认尾部相同。
  3. 两式相减,求出分数并约分;用长除法或精确等式回查。
  4. 反向长除法记录余数:0表示结束,重复表示循环。
08

逐章回看

文字稿默认展开。点击章节标题,定位到视频中的对应讲解。

把0.12(34)化成分数。只有34无限循环,12不循环。

设这个数为x。省略号表示一直重复,不能把它截成0.1234。

先乘100,小数点向右移两位,越过不循环的12。

再多移一个完整循环节,得到10000x,整数部分变成1234。

注意小数点右边:两行都是34无限循环,可以把同一尾数记成t。

上式减下式,两个t相消,9900x等于1234减12,也就是1222。

所以x等于1222除以9900,分子分母同除以2,得到611/4950。

两个9对应两位循环节,两个0对应两位不循环部分。先对齐,再相减,最后约分。

09

学习与图示说明

S班表示本项目的教学深度;A/S编排不代表佛山南海或任何机构已核实的官方分班课纲。