- 趣說數學:探索未知的奠基者
- 劉行光 高會編著
- 1539字
- 2020-11-15 17:52:34
1.4 小心會搗亂的分數
把一個單位平均分成n份,每一份就是。相信這是大家從教材上接觸的最早的分數,也可稱為單分數。然后我們逐漸知道分子不一定總是1,分數之間的加、減、乘、除運算以及分數本身能構成許多令人深思的例子。

蛋糕取走,還剩
其實,分數概念起源于連續量的分割。在中世紀的俄國和英國,分數被稱為“破碎數”,而中文中的分數,是“分開的數”的意思。人們最初認識分數,并不像現在一樣連續,而僅僅是幾個孤立的數,例如、
、
等。在古代,人們又把
稱為“半”,
、
分別被稱為“少半”和“大半”等。
在世界數學史上,古埃及人給出了最古老而又較完整的分數的表示方法。單分數在整數n的上面畫一個“”,以表示
,其他分數用單分數的和來表示。這比起僅認識孤立的分數來說已經進步了很多。但是這種表示方法太復雜也不便于運算。
大約在戰國末期,中國的數學家開始將分數的概念建立在兩數之比的基礎上。這是分數發展史上的一個重要發現。由于把分數看成兩數之比,那么一個比式,也就是一個除式便可以看成一個分數表示式。按照古代籌算表示法,將被除數置于除數上面,它與現在分數表示法不同的是少一條分數線。帶分數與現在分數表示法的區別是整數部分在分數部分的上面,而不是在左面。在約定俗成的情況下,這些都只是表示法的問題,對于運算的準確性和簡捷性沒有任何阻礙。由于分數的概念建立在兩數之比的基礎上,那么分數的一切運算都可以從這個運算出發而得到合理的解決,這也就得到了現代分數計算法則的一套具有中國特色的分數理論,這些都已經被《九章算術》敘述在內。而國外直到1202年,才由意大利科學家斐波那契在《算盤書》一書中對分數進行了較系統的介紹。這也是歐洲最早的一部關于分數理論的書,它比《九章算術》要遲1000多年。
后來,中國古代的分數理論開始在印度流傳。印度人除了將籌算法則改成筆算法則外,其余都和中國的分數理論一模一樣。分數線是12世紀后期,在阿爾·哈薩的著作中首次出現的。以后隨著各國科學的發展,終于形成了現在所使用的分數理論。
分數的產生和發展大致就是這樣的。由于分數的概念是建立在兩數相除的基礎上,所以人們引生出了很多趣味分數問題,不信看看下面這個故事。
有一個老人,養了17只羊。他有3個兒子,在臨終時,他囑咐3個兒子說:“我死后,17只羊,分給老大,老二
,老三
。”然后他就咽氣了。三個兒子安葬完老人后,便開始分羊了。可是分羊時卻遇到了困難,因為17這個數,無論以2、3或9去除都不能除盡,怎么辦呢?正在大家冥思苦想的時候,老人生前的一個朋友牽著一只羊過來了。他看到老人的三個兒子愁眉不展,便問他們緣由。了解了情況后這個人想了一想,哈哈大笑,他胸有成竹地說:“把我的羊借給你們,連它一起分吧。”三個兒子覺得白拿別人的東西不好,可是在沒辦法的情況下,只好恭敬不如從命了。于是,老大牽走9只羊,老二牽走6只羊,老三牽走2只羊,還剩下一只羊。老人的好友牽著自己的羊哼著小曲兒又去做自己的事情了。三個兒子一想,似乎不用那只羊也能分,可是為什么自己事先不知道該怎么分呢?
其實,這中間就是分數搗了一點鬼。大家看下面的計算:
+
+
=
+
+
=
也就是說,三個兒子分的羊達不到被分羊的總數,而事實上他們應該將17只羊全部分了,所以不應該按照17×、17×
、17×
的方法去計算,而應該按照
∶
∶
先求出這三個人分配的比例,即9∶6∶2,然后按老大
、老二
、老三
的比例分,這樣問題就圓滿解決了。
同學們都明白其中的道理了嗎?以后如果再碰到類似的問題,可不要和老人的三個兒子一樣,大眼瞪小眼也得不到結果。要好好了解分數的含義,再去解決問題。
與分數有關的趣味問題還有很多,感興趣的同學可以找一些同類題目來鍛煉自己。
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科學記數法
把一個大于10的數記成a×10n的形式,其中a是整數數位只有一位的數,這種記數法叫科學記數法。