分数的加、减、乘、除都可以完全不转成小数来做。每一步都保持精确值,只在最后需要时才转换。
这项技能属于数感与精确运算。它还会出现在比例、概率、代数分式和三角学中,而这些地方常常要求不用计算器作答。
为什么精确分数比小数更稳妥?
以 1/3 为例。写成小数是 0.3333,永远写不完,所以你必须在某处截断。如果写成 0.33 再乘以 3,得到的是 0.99,不是 1。
分数就没有这个问题:1/3 × 3 每次都等于 1。这就是为什么要求精确答案的题目会奖励分数的做法。
分数运算的步骤
- 把带分数换成假分数(improper fraction)。 2 1/4 变成 9/4,因为 2 × 4 + 1 = 9。
- 加减: 找公分母,把两个分数改写,然后只对分子做加减。
- 乘法: 分子乘分子,分母乘分母。先约去公因数,让数字保持小。
- 除法: 把第二个分数倒过来,再相乘。
- 化简到最简分数;如果题目用带分数,就再换回带分数。
例题详解
计算 1 1/3 × 2 1/4 − 5/6,答案写成带分数。
第一步,换成假分数: 1 1/3 = 4/3,2 1/4 = 9/4。
第二步,先乘: 4/3 × 9/4 = (4 × 9) / (3 × 4)。约去 4 和 4,再把 3 与 9 约分,结果是 3。
第三步,相减: 3 − 5/6 = 18/6 − 5/6 = 13/6。
第四步,换成带分数: 13 ÷ 6 = 2 余 1,所以答案是 2 1/6。
检查: 用小数,1.3333 × 2.25 = 3.0,3 − 0.8333 = 2.1667,与 2 1/6 吻合。分数的做法既精确,数字也更小。
要留意的错误
非常常见的失误是把分子和分母分别相加。
错误答案: 2/3 + 3/4 = 5/7
学生把分子 2 + 3,分母 3 + 4。
做个快速的合理性检查就能发现。2/3 约为 0.67,3/4 是 0.75,所以和应该大于 1,但 5/7 小于 1。一个和不可能比它的某个部分还小。
正确的做法是用公分母:2/3 = 8/12,3/4 = 9/12,所以 8/12 + 9/12 = 17/12,也就是 1 5/12。
自我检测
先不用计算器试做,再打开答案核对。
1. 计算 5/6 − 3/8。
查看答案
6 和 8 的最小公倍数是 24。5/6 = 20/24,3/8 = 9/24。所以 20/24 − 9/24 = 11/24,已无法再化简。
2. 计算 3/4 ÷ 9/10。
查看答案
把第二个分数倒过来再乘:3/4 × 10/9 = 30/36。分子分母同除以 6,得 5/6。
检查:0.75 ÷ 0.9 = 0.8333,也就是 5/6。
3. 计算 2 1/2 × 1 3/5,给出精确答案。
查看答案
2 1/2 = 5/2,1 3/5 = 8/5。然后 5/2 × 8/5 = 40/10 = 4。检查:2.5 × 1.6 = 4。
下一步
掌握精确分数后,继续学习比较精确答案与近似答案,判断何时保留分数、何时取近似值。之后数感练习题组会把各项技能混合起来考,而无计算器运算训练能让你用精确值测试分数的步骤。
有些学生每条分数规则都看得懂,但在压力下仍会选错规则。这正是数学线上一对一补习的老师会在你的书写步骤里寻找的模式。