整數和分數統稱為有理數,任何一個有理數都可以寫成分數m/n(m,n都是整數,且n≠0)的形式。
無限不迴圈小數和開根開不盡的數叫無理數 ,比如π,3.1415926535897932384626......
而有理數恰恰與它相反,整數和分數統稱為有理數
包括整數和通常所說的分數,此分數亦可表示為有限小數或無限迴圈小數。
這一定義在數的十進位制和其他進位制(如二進位制)下都適用。
數學上,有理數是一個整數 a 和一個非零整數 b 的比(ratio),通常寫作 a/b,故又稱作分數。希臘文稱為 λογο ,原意為“成比例的數”(rational number),但中文翻譯不恰當,逐漸變成“有道理的數”。不是有理數的實數遂稱為無理數。
所有有理數的集合表示為 Q,有理數的小數部分有限或為迴圈。
有理數分為整數和分數
整數又分為正整數、負整數和0
分數又分為正分數、負分數
正整數和0又被稱為自然數
如3,-98.11,5.72727272……,7/22都是有理數。
全體有理數構成一個集合,即有理數集,用粗體字母Q表示,較現代的一些數學書則用空心字母Q表示。
有理數集是實數集的子集。相關的內容見數系的擴張。
有理數集是一個域,即在其中可進行四則運算(0作除數除外),而且對於這些運算,以下的運算律成立(a、b、c等都表示任意的有理數):
①加法的交換律 a+b=b+a;
②加法的結合律 a+(b+c)=(a+b)+c;
③存在數0,使 0+a=a+0=a;
④對任意有理數a,存在一個加法逆元,記作-a,使a+(-a)=(-a)+a=0;
⑤乘法的交換律 ab=ba;
⑥乘法的結合律 a(bc)=(ab)c;
⑦分配律 a(b+c)=ab+ac;
⑧存在乘法的單位元1≠0,使得對任意有理數a,1a=a1=a;
⑨對於不為0的有理數a,存在乘法逆元1/a,使a(1/a)=(1/a)a=1。
⑩0a=0 文字解釋:一個數乘0還於0。
此外,有理數是一個序域,即在其上存在一個次序關係≤。
有理數還是一個阿基米德域,即對有理數a和b,a≥0,b>0,必可找到一個自然數n,使nb>a。由此不難推知,不存在最大的有理數。
值得一提的是有理數的名稱。“有理數”這一名稱不免叫人費解,有理數並不比別的數更“有道理”。事實上,這似乎是一個翻譯上的失誤。有理數一詞是從西方傳來,在英語中是rational number,而rational通常的意義是“理性的”。中國在近代翻譯西方科學著作,依據日語中的翻譯方法,以訛傳訛,把它譯成了“有理數”。但是,這個詞來源於古希臘,其英文詞根為ratio,就是比率的意思(這裡的詞根是英語中的,希臘語意義與之相同)。所以這個詞的意義也很顯豁,就是整數的`“比”。與之相對,“無理數”就是不能精確表示為兩個整數之比的數,而並非沒有道理。
有理數加減混合運算
1.理數加減統一成加法的意義:
對於加減混合運算中的減法,我們可以根據有理數減法法則將減法轉化為加法,這樣就可將混合運算統一為加法運算,統一後的式子是幾個正數或負數的和的形式,我們把這樣的式子叫做代數和。
2.有理數加減混合運算的方法和步驟:
(1)運用減法法則將有理數混合運算中的減法轉化為加法。
(2)運用加法法則,加法交換律,加法結合律簡便運算。
一般情況下,有理數是這樣分類的:
整數、分數;正數、負數和零;負有理數,非負有理數
整數和分數統稱有理數,有理數可以用a/b的形式表達,其中a、b都是整數,且互質。我們日常經常使用有理數的。比如多少錢,多少斤等。
凡是不能用a/b形式表達的實數就是無理數,又叫無限不迴圈小數
一個困難的問題
有理數的邊界在哪裡?
根據定義,無限迴圈小數和有限小數(整數可可認為是小數點後是0的小數),統稱為有理數,無限不迴圈小數是無理數。
但人類不可能寫出一個位數最多的有理數,對全地球人類,或比地球人更智慧的生物來說是有理數的數,對每個地球人來說,可能是無法知道它是有理數還是無理數了。因此有理數和無理數的邊界,竟然緊靠無理數,任何兩個十分接近的無理數中間,都可以加入無窮多的有理數,反之也成立。
竟然沒有人知道有理數的邊界,或者說有理數的邊界是無限接近無理數的。
定理:位數最多的非無限迴圈有理數是不可能被寫出的,儘管它的定義是有有限位,但它是無限趨近於無理數的,以致於沒有手段進行判斷。
證明:假設位數最多的非無限迴圈有理數被寫出,我們在這個數的最後再加一位,這個數還是有限位有理數,但位數比已寫出有理數多一位,證明原來寫出的不是位數最多的非無限迴圈有理數。所以位數最多的非無限迴圈有理數是不可能被寫出的。
關於無理數與有理數無法比較的說明:
對於定義無限不迴圈小數是無理數,無理數之外為有理數。則無理數很難被證實,而每一個無理數,無論認識多少位,都有有理數對應,而位數較短的有理數,都沒有無理數對應,因此有理數多。
對於定義為有限位小數和無限迴圈小數為有理數,無限不迴圈數為無理數。對於很多位數多的無法分辨的數沒有明確歸屬,而認為大於特定有限位的數都是無理數的人,才能證明無理數比有理數多,但那明顯是將很多很多有理數歸為無理數的結果。在這個定義下,由於界限不明,無法進行比較,除非有人能有力的證明。
無限不迴圈小數不是有理數,如:
0.10100100010000100000......
0.1200000012000012000000120000......
π 等是無限不迴圈小數,所以不是有理數
迴圈小數化分數的方法
0.777777......
有一個數迴圈,分母是一個9,迴圈數是7.化分數後是7/9
0.535353......
有兩個數迴圈,分母是兩個9,迴圈數是53.化分數後是53/99
我們可以在數軸上表示有理數.注意畫數軸的三要素(原點,正方向,單位長度).