分数:从埃及纸草书到最简分数

分数表示整体的一部分:半个披萨、四分之三小时、全班的 2/5。分数比小数早几千年出现,而用最大公约数约分的方法可以追溯到欧几里得。

分数条和分成四份的圆,以及算式 1/2 + 1/3 = 5/6
分数条和分成四份的圆,以及算式 1/2 + 1/3 = 5/6

什么是分数?

分数 a/b 上面是分子 a,下面是分母 b。分母表示把整体平均分成几份,分子表示取了其中几份。分子大于分母时,比如 7/4,就是假分数,也可以写成带分数 1 3/4。许多分数表示同一个量:1/2、2/4 和 50/100 都是一半。

用最大公约数约分

要把分数化为最简分数,就把分子和分母同时除以它们的最大公约数。18/24 的最大公约数是 6,所以 18/24 = 3/4。用约公元前 300 年的欧几里得算法(辗转相除法)可以很快求出最大公约数:不断用较小数去除较大数,并用余数替换较大数。24 和 18 余 6,18 和 6 余 0,所以最大公约数是 6。

埃及分数

古埃及的书吏几乎把每个分数都写成不同单位分数(分子为 1 的分数)之和,只有 2/3 是特例。约公元前 1550 年抄写的莱因德数学纸草书开篇就是一张把 2/n 拆成这种和的表,例如 2/5 = 1/3 + 1/15。这种写法延续了许多世纪:1202 年斐波那契介绍了一种总能成功的简单贪心方法,每次取仍然放得下的最大单位分数。

常见问题

为什么分母不能为 0?

分数 a/b 是与 b 相乘得到 a 的数。b = 0 时任何乘积都是 0,所以 a 不为 0 时找不到这样的数,而 0/0 则任何数都可以。两种情况下都没有唯一答案,因此除以零没有定义。

分数怎么相除?

乘以第二个分数的倒数,也就是把它上下颠倒。所以 3/4 除以 2/5 等于 3/4 x 5/2 = 15/8,写成带分数是 1 7/8。

什么是等值分数?

表示同一个量的分数,例如 2/3、4/6 和 10/15。把分子和分母同时乘以或除以同一个非零数,就能从一个得到另一个。最简分数就是数字尽可能小的那一个。

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