无限循环小数四则运算_无限循环小数不能进行四则运算
【摘 要】无限循环小数进行四则运算时会发生错误,本文给出了详细证明。
【关键词】无限循环小数;四则运算;0.111…;0.999…
四则运算是指加法、减法、乘法和除法四种运算,是小学数学的重要内容。
在现代数学中,无限循环小数被列入有理数。如 0.111…、0.333…、0.999… 等都是有理数。
有理数的四则运算是小学生必须掌握的基本技能。
现在有一个问题:0.111…×10 = ?
全世界的小学生都会毫不犹豫地给出答案:1.111…。
然而,这个结果是错误的。
这是怎么回事呢?
原来,无限循环小数是一种特殊的数,它的运算涉及无穷大(∞)。在涉及无穷的时候,四则运算就失效了。
下面用一个实例,证明无限循环小数不满足四则运算规则。
设 n 是无限循环小数 0.111… 中“1”的个数,很容易写出下列恒等式:
当 n = 1 时,10 × 0.1 = 1 + 0.1 ﹣ 0.1
当 n = 2 时,10 × 0.11 = 1 + 0.11 ﹣ 0.01
当 n = 3 时,10 × 0.111 = 1 + 0.111 ﹣ 0.001
当 n = 4 时,10 × 0.1111 = 1 + 0.1111 ﹣ 0.0001
当 n = 5 时,10 × 0.11111 = 1 + 0.11111 ﹣ 0.00001
……
当 n = ∞ 时,10 × 0.111… = 1 + 0.111… ﹣
由于
,所以
10 × 0.111… ≠ 1 + 0.111…
10 × 0.111… ≠ 1.111…
同样的道理,还可以得到
10 × 0.333… ≠ 3.333…
10 × 0.999… ≠ 9.999…
10 × 2.777… ≠ 27.777…
以上各式说明,无限循环小数不满足简单的乘法规则。无限循环小数乘以 10 时,把小数点向后移一位将得到错误的答案。
这么简单的算术问题,竟然有错,你敢相信吗?
乘法的本质是加法,减法是加法的逆运算,除法是乘法的逆运算,四者相互关联。无限循环小数不满足乘法法则,相当于不满足四则运算规则。
这个问题意义重大,涉及小学数学基础知识,不仅与全世界十几亿小学生密切有关,也与我们每个人有关。
数学家们如何面对?让我们拭目以待。
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