学习目标
- 找到主分数线,并用括号重写算式。
- 由内向外化简,保留每层的整体关系。
- 解释整体乘公倍数为何等值,并检查非零条件。
计算与数列 · 方法讲解
先认主线,再从里面一层层算清。
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计算 [1+1/(2+1/3)]÷[1−1/(2+1/3)]。粗绿色分数线表示最外层除法;每一步只化简一个已确认的层级。
分步演示:现在正在处理哪一层?
每按一次“下一步”,只替换一个已经算清的层级。完整推导也在下方正文中。
第 0 步 · 找主线
粗线以上和以下分别是一个整体。先找到两处共同的 2+1/3。
演示结论
5/2
先确认分母整体不为零。
小分母非零还不够:最外层作为除数的整体也必须非零。主线两边各是一个完整的数。
S班 · 方法单元 04
分数线既是除号,也是括号。先辨认它管住的两个整体,再决定从里面算起,还是一起清除小分母。
分数除法熟练后学习结构 · 边界 · 迁移S班为本项目的教学深度编排,不代表当地或机构官方课纲。
会通分、约分及分数四则;知道除以一个非零分数等于乘它的倒数;知道加减中的项与乘法中的因子不同。
如果分数除法尚不熟练,先练习 2÷(3/4)=8/3,再进入本页。
分子或分母中还含有分数的分式,称为繁分数。主分数线表示最外层除法,上下各看成一个整体。所有小分母必须非零,最外层分母这个整体也必须非零。分子可以为零。
本页讨论有限层的有理数运算,不讨论无限连分数。版面中的粗绿色分数线标出主线;不能只凭书写长度猜运算顺序。
若主线以上是 A,以下是 B,那么整个算式就是 A÷B(B≠0)。把 A、B 内部先算成普通分数,再做最后一次除法。
这里 b、c 都非零。反过来,a÷b÷c 按从左到右运算,等于 a÷(b×c)。括号位置变了,结构也变了。例如 1÷(2÷3)=3/2,而 (1÷2)÷3=1/6。
理由是分子和分母同时乘 L,最后相除时 L/L=1。若 A、B 是几个分数的和或差,选择小分母的公倍数 L,可用分配律消去这些小分母。L 要乘进每一项,且上下两边都乘。
例如 A=1/2+1/3,取 L=6,便有 A×6=3+2。公倍数应针对当前这一层的分数选择;嵌套很深时,先算内部通常更清楚。
例题 1 · 共同内部结构
括号重写:[1+1/(2+1/3)]÷[1−1/(2+1/3)]。
两处内部算式完全相同,只需计算一次;但外层的加号和减号必须分别保留。
例题 2 · S班结构变式
核验:分子为 5/6,分母为 1/6,相除也得 5。这里“整体乘 6”不是只把两个分母改成 6。
将 1/2、1/3 换成 1/p、1/q,同时乘 pq,得到 (q+p)/(q−p)。必须有 p≠0、q≠0、q≠p。最后一个条件来自主线下面的整体非零。
反例:p=q=2 时,每个小分母都非零,但外层分母是 1/2−1/2=0,原式仍无意义。不能因为每个小分数存在,就认定整个繁分数存在。
计算 [1+1/(3+1/2)]÷[1−1/(3+1/2)]。先判断外层分母是否为零。
3+1/2=7/2,非零,倒数为 2/7。主线以上为 9/7,以下为 5/7,非零。原式=(9/7)÷(5/7)=9/5。
迁移点:保留“1 加共同数 / 1 减共同数”的结构;不能照搬例题 1 的 3/7。
正整数 t 满足 (1+1/t)÷(1−1/t)=3。求 t,并说明 t=1 为什么必须排除。
首先 t≠0,且 1−1/t≠0,所以 t≠1。上下同时乘 t,得 (t+1)/(t−1)=3。
因此 t+1=3(t−1)=3t−3,移项得 2t=4,故 t=2。代回:(1+1/2)÷(1−1/2)=(3/2)÷(1/2)=3,符合正整数条件。
t=1 时外层除数为零,原式无意义。先限定可用范围,再做等值变形,不能在化简后补造一个值。
| 错误做法 | 修正与理由 |
|---|---|
| 把 a/(b/c) 写为 a/b/c | 应写 a÷(b÷c)。1÷(2÷3)=3/2;1÷2÷3=1/6。 |
| 整体乘 6 时,只乘上面的整体,或漏掉其中一项 | 必须是 (A×6)/(B×6),并把乘法分配到 A、B 的每一项。 |
| 在 (1+3/7)/(1−3/7) 中直接“约掉 3/7” | 3/7 是加减中的项,不是整个分子分母的公因子。先算成 (10/7)/(4/7),才能做分数除法。 |
零作分子可以,零作分母不可以。例如 0÷(2/3)=0;而 1÷(1−1) 无意义。
例题与练习为本页自拟教学题。数学参考线索见项目来源与复核边界中的 OpenStax“繁分数”条目;参考材料用于数学概念核对,不作为本地课程认证。
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繁分数先看主线。线的上方和下方,各是一个整体。这道题最后做的,是上面整个数,除以下面整个数。
两处内部相同:二加三分之一,等于三分之七。
一除以三分之七,得到七分之三。把两处内部一起替换。
现在,上面是一加七分之三,下面是一减七分之三。每个一都换成七个七分之一。上面添三份,下面去掉三份。
所以分子是七分之十,分母是七分之四。四份不为零,可以继续除。
十个七分之一,里面有多少组四个七分之一?两组用去八份,还剩两份,是一组的一半。结果就是二分之五。
注意,零不能作分母。每个小分母非零,还要检查外层的整体。例如下面若是一减一,整体为零。即使小分数都存在,原式仍无意义。
记住:先认主线,再从内向外。加减的项不能直接约分,算清整体再相除。
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