橫豎三個數的和相等 數與代數之無限小數

2021-10-14 13:43:36 字數 2463 閱讀 2918

一.概念描述

現代數學:要全面深刻地理解無限小數,有必要對實數做乙個全面的了解。實數分為有理數和無理數。有理數可分為整數和分數。如果把有理數和無理數都寫成小數形式時,有理數能寫成整數,有限小數或無限迴圈小數,比如2=2.0,2/5=0.4,1/3=0.3333......。而無理數只能寫成無限不迴圈小數,比如自然對數的底數e=2.718281828459045......;再如開方開不盡的數,像√2=1.414213562......等。無限不迴圈小數和無限迴圈小數不同,它的小數點後有無限個數字,卻沒有週期性的重複,換句話說就是沒有規律。最有名的兩個無限不迴圈小數就是圓周率π和自然對數的底數e。下面我們就來說說無限小數。

無限小數的定義一般有以下兩種:

①它是不能除盡的數,經過計算化為小數後,小數部分無窮盡。

②小數部分的位數是無限的小數叫作無限小數。

無限小數可以分成無限迴圈小數(如1÷3=0.33……,1÷7=0. 142857142857……)和無限不迴圈小數(圓周率π=3.1415926535 ……,到2023年為止使用ibm藍色基因/p超級計算機已計算到60000000000000位小數,仍然沒有出現迴圈)。

小學數學:2023年人教版教材五年級上冊的第28頁明確指出:小數部分的位數是無限的小數叫作無限小數。例如,0.2142857142857……就是乙個無限小數。

二.概念解讀

在小學數學中給出的分數定義實質上是正有理數p/q的定義,其中q≥2。小數是分數的一種特殊表現形式,同質不同形。根據p/q的定義,在最簡分數p/q中,當q可以分解為只含有因數2和5時,那麼p/q可以用有限小數表示;當q可以分解為不只含有因數2和5時,那麼p/q可以用無限小數表示。

我們知道,實數是由有理數和無理數組成的。實數和數軸上的點是一一對應的。因此,數軸上的每乙個點都應該對應於唯一的乙個實數。把直線用通常的方法標出 0、1、2這些整數點來,就是數軸了。這樣,如果哪乙個點正好落在某個整數點上,我們就可以用這個整數表示這個點。那麼其他點如何表示呢?如果把0和1之間平均分成10份,第乙個分點上就可以記為0.1,笫二分點可以記為0.2.第三個分點可以記為0.3 ……以此類推;如果把0和1之間平均分成100份,第乙個分點上就可以記為0.01,第二個分點上可以記為0. 02,第三個分點上可以記為0.03……以此類推。在0和1之間可以平均分成10份、100份、1000份、100000000份……以此類推,我們可以無限地分下去,這樣所得到的小數都是十進位制小數。

現在我們把0和l之間的線段平均分成3份,第乙個分點就是三分之一,如果用小數表示,首先要將0和1之間平均分成10份,三分之一落在了十等分的第

三、第四兩個分點之間,再把這個小線段十等分,它仍然在第

三、第四兩個分點之間……每次十等分,它都在第

三、第四兩個分點之間。那麼我們只好用乙個無限小數「0. 333 ……」來表示這個點了,其中的3是指過了第三個分點但沒到第四個分點。而這個無限數表示的是三等分點,不是我們得到的那些

十、百、千等分點。無限小數在數軸上所對應的點,都是不能用十進位制小數表示的,它是乙個以和它相等的分數的分母為等分數、分子為等分個數的點。

三.教學建議

(1)無限小數的意義可以通過體驗來理解

例如在教學過程中,教師通常採取體驗式教學。教師可首先出示「1÷3=」、「22÷7=」這樣的算式讓學生進行計算比賽,學生在計算過程中就會親身體會到小數部分的無窮盡。根據學生的知識經驗和心理特點,他們會對比賽躍躍欲試。比賽一開始,他們就會迅速地進行計算,當計算一段時間後,學生開始疑惑、猶豫、思考……他們會發現這樣除下去永遠都算不完,從而會停下來。這是學生通過計算初步體驗無限的含義。為什麼會出現永遠也算不完這樣的現象呢?教師可以引導學生通過觀察豎式發現其中的道理:在進行除法計算時,每一次除完所得的餘數必須比除數小,當某乙個或幾個餘數沒完沒了地重複出現時,商中小數部分的某乙個數字或某幾個數字也會相應地重複出現。相等的餘數會導致相等的商,這樣餘數和商就周期性地重複出現了。因此,商的小數部分的位數也就無窮無盡了。這樣,學生不僅能再次體驗到無限的含義,而且能理解其中的深刻道理。

(2)通過觀察來感受無限小數的意義

教師可以把剛才「1÷3=」、「22÷7=」的算式讓學生通過計算器或電腦計算完成,接著觀察計算器或電腦上的結果,然後讓學生思考「結果是不是計算器或電腦上所顯示的答案?為什麼?」因為學生經歷了豎式的計算過程,理解了餘數不斷重複出現導致商的小數字數的無限,因而一定能夠回答:「不是的,因為計算器顯示的數字的個數是有限的,不能表示出『1÷3=』、『22÷7=』這樣算式的計算結果。其實後面還有很多很多不斷重複出現的數字,有無數多個位數。」學生通過觀察推理也可以感受到無限小數的意義。這一次的感受是通過觀察兩個數相除所得結果這個角度,來理解無限小數意義的。

四.推薦閱讀

(1)《數學辭海·第一卷》(裘光明,山西教育出版社,2002)

該書的第28頁對無限小數的相關概念進行了具體說明。

(2)《古今數學思想》(克萊因,上海科學技術出版社,2002)

該書第一冊第291-301頁對數系和算術的狀況做了非常詳細的分析,對無限小數的理解很有幫助。

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