Бесконечные периодические и непериодические десятичные дроби
В десятичной записи конечной десятичной дроби после запятой стоит конечное число десятичных знаков.
В десятичной записи бесконечной десятичной дроби после запятой стоит бесконечное число десятичных знаков.
Бесконечные десятичные дроби бывают периодическими и непериодическими.
Бесконечной периодической десятичной дробью называют такую дробь, десятичные знаки которой, начиная с некоторого, представляют собой повторение одной и той же группы цифр, состоящей или из одной цифры, отличной от 0 и 9 , или из нескольких цифр, причем последовательность цифр при повторении в этой группе не изменяется.
Повторяющаяся группа цифр называется периодом бесконечной периодической десятичной дроби.
Для обозначения периода десятичной дроби используют круглые скобки.
2,616161… = 2,(61) ; 53222222… = 5,3(2) .
ЗАМЕЧАНИЕ . Еще раз подчеркнем, что период бесконечной десятичной дроби не может состоять из одной или нескольких цифр 0 и не может состоять из одной или нескольких цифр 9 .
Бесконечная десятичная дробь, не являющаяся периодической, называется непериодической.
Алгоритм обращения бесконечной периодической десятичной дроби в простую дробь
Разберем алгоритм обращения бесконечной периодической десятичной дроби в простую дробь на примере решений следующих задач.
ЗАДАЧА 1 . Обратить периодическую дробь
в простую дробь.
РЕШЕНИЕ . Если ввести обозначение
то, умножив это соотношение на 100 , получим:
100x – x = 99 x = 45,0000… = 45.
ЗАДАЧА 2 . Обратить периодическую дробь
в простую дробь.
РЕШЕНИЕ . Если ввести обозначение
то, умножив это соотношение на 10 , получим:
Десятичная дробь
— знак дроби: либо
, либо
,
— десятичная запятая, служащая разделителем между целой и дробной частью числа (российский стандарт) [1] ,
— десятичные цифры. Причём последовательность цифр до запятой (слева от неё) конечна (как минимум одна цифра), а после запятой (справа от неё) — может быть как конечной (в частности, цифры после запятой могут вообще отсутствовать), так и бесконечной.
(конечная десятичная дробь)- Представление числа
в виде бесконечной десятичной дроби: 

что совпадает с записью этого числа в десятичной системе счисления.
Соглашения о записи десятичных дробей
Обычно в полной записи десятичной дроби

последовательность цифр до запятой объединяют в одно неотрицательное целое , десятичной записью которого эта последовательность цифр является, то есть

в которой, кроме того, знаки после запятой для удобства перенумерованы положительными индексами. Десятичная дробь, записанная в сокращённой форме, является представлением действительного числа

Знак («плюс») перед дробью обычно опускают.
Конечные и бесконечные десятичные дроби
Конечные дроби
Десятичная дробь называется конечной, если она содержит конечное число цифр после запятой (в частности, ни одного), то есть имеет вид

В соответствии с определением эта дробь представляет число
— целое, а
— целое неотрицательное, можно записать в виде конечной десятичной дроби.
Если обыкновенную дробь
знаменатель
не имеет простых делителей, отличных от
и
.
Бесконечные дроби
Бесконечная десятичная дробь
и десятичные цифры
. Это предложение вытекает из того факта, что данный ряд мажорируется сходящимся рядом

Ниже описывается алгоритм построения по произвольному действительному числу десятичной дроби, которая является его представлением.
Рассмотрим вначале случай
. Разделим всю числовую прямую целочисленными точками на отрезки единичной длины. Рассмотрим тот отрезок
, который содержит точку
; в частном случае, когда точка
является концом двух соседних отрезков, в качестве
выберем правый отрезок.

Если обозначить целое неотрицательное число, являющееся левым концом отрезка
, через
, то можно записать:
![I_0 = [a_0 \, ; \, a_0 + 1]](https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/68ba45079910f923a80806d1088cd9ac.png)

На следующем шаге разделим отрезок на десять равных частей точками

и рассмотрим тот из отрезков длины
, на котором лежит точка
; в случае когда эта точка является концом двух соседних отрезков, из этих двух отрезков опять выберем правый.


Обозначим этот отрезок . Он имеет вид:
![I_1 = \left [ a_0 + \frac<a_1></p>
<p> \, ; \, a_0 + \frac \right ]» width=»» height=»» /></p>
<p><img decoding=](https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/906166d4826be7ece5c299574fa98be3.png)
Будем продолжать аналогичным образом процесс измельчения числовой прямой и последовательного уточнения положения точки .
На очередном шаге, имея отрезок
, мы делим его на десять равных отрезков и выбираем из них тот отрезок
; в случае когда эта точка является концом двух соседних отрезков, из этих двух отрезков выбираем правый.

Продолжая этот процесс мы получим последовательность отрезков вида
— целое неотрицательное, а
— целые числа, удовлетворяющие неравенству
.

Построенная последовательность отрезков обладает следующими свойствами:
- Отрезки последовательно вложены друг в друга:

- Длина отрезков
принадлежит всем отрезкам последовательности
Из этих условий следует, что
есть система вложенных отрезков, длины которых стремятся к нулю при
, а точка
есть общая точка всех отрезков системы. Отсюда вытекает, что последовательность левых концов отрезков сходится к точке
(аналогичное утверждение справледливо и для последовательности правых концов), то есть

Это значит, что ряд

сходится к числу , и таким образом, десятичная дробь


Нетрудно видеть, что эта возможность имеет место в том случае, когда на некотором шаге точка совпадает с одной из точек деления числовой прямой. В этом случае отбрасывая в сумме

нулевые слагаемые, получим, что число также может быть представлено конечной десятичной дробью


Вообще, ясно, что приписывая в конец десятичной дроби после запятой любое количество нулей (в том числе бесконечное), мы не изменяем значение дроби. Таким образом, в данном случае число может быть представлено как конечной, так и бесконечной десятичной дробью (полученной из первой приписыванием бесконечного числа нулей).
Тем самым рассмотрен случай неотрицательного . В случае отрицательного , в качестве десятичного представления этого числа можно взять представление противоположного ему положительного числа, взятое со знаком «минус».
Приведенный алгоритм дает способ разложения произвольного действительного числа в десятичную дробь. Тем самым доказана следующая
Теорема. Всякое действительное число может быть представлено в виде десятичной дроби.
О роли аксиомы Архимеда
Приведенный алгоритм разложения действительного числа в десятичную дробь существенно опирается на свойство системы действительных чисел, называемое аксиомой Архимеда.
Это свойство было использовано дважды в алгоритме. В самом начале построения выбиралось целое
, такое, что действительное число
находится между
и следующим целым
:
надо еще доказать: нельзя исключать, например, возможность, когда, каково бы ни было целое
, всегда имеет место неравенство
. Если бы этот случай имел место, то, очевидно, нужного числа
не нашлось бы.
Эта возможность как раз исключается аксиомой Архимеда, согласно которой каково бы ни было число
, всегда найдётся целое
такое, что
возьмём наименьшее, обладающее свойством 

Искомое число найдено: .

Второй раз аксиома Архимеда неявно использовалась при доказательстве стремления к нулю длин отрезков последовательности :
превзойдёт его, начиная с некоторого номера. А поскольку для всякого
имеет место неравенство
также превзойдёт
, начиная с того же номера. В соответствии с определением предела числовой последовательности, это означает, что 
Согласно определению, эта дробь является представлением числа
. Вместе с тем, это число может быть также представлено в виде десятичной дроби
.
Этот пример можно обобщить. Можно показать, что дроби

где , представляют одно и то же действительное число.
Оказывается, этим общим примером исчерпываются все случаи неоднозначности представления действительных чисел в виде десятичных дробей. При этом мы, конечно, не рассматриваем тривиальные случаи дробей, полученными приписыванием нулей в конец друг другу, а также пару дробей
и
.
Эти результаты можно суммировать в следующей теореме.
Теорема. Всякое действительное число
, не представимое в виде
, где
— целое,
— целое неотрицательное, допускает единственное представление в виде десятичной дроби; при этом эта дробь является бесконечной.
Всякое действительное число вида
может быть представлено в виде десятичной дроби более чем одним способом. Если
, то оно может быть представлено как в виде конечной десятичной дроби, а также бесконечной дроби, полученной приписыванием нулей в конец после запятой, так и в виде бесконечной дроби, оканчивающейся на
. Число
может быть представлено дробями вида
, а также дробями вида
.

Замечание. Бесконечные дроби, оканчивающиеся на , получаются, если в приведённом выше алгоритме всегда выбирать левый отрезок вместо правого.
Лишние нули и погрешность
Основная статья: Округление
Следует отметить, что, с точки зрения погрешности, запись десятичной дроби с нулями в конце не совсем тождественна записи без этих нулей.
Принято считать, что, если погрешность не указана, то абсолютная погрешность равна плюс-минус половина [источник не указан 550 дней] единицы последнего написанного разряда. Например, запись «3,7» означает, что абсолютная погрешность равна ±0,05. А в записи «3,700» абсолютная погрешность равна ±0,0005. Другие примеры:
- «25» — абсолютная погрешность равна ±0,5 ;
- «25,0» — абсолютная погрешность равна ±0,05
- «25,00» — абсолютная погрешность равна ±0,005 .
Периодические десятичные дроби
Бесконечная десятичная дробь называется периодической, если её последовательность цифр после запятой, начиная с некоторого места, представляет собой периодически повторяющуюся группу цифр. Другими словами, периодическая дробь — десятичная дробь, имеющая вид


Повторяющаяся группа цифр называется периодом дроби, количество цифр в этой группе — длиной периода.
Если в периодической дроби период следует сразу после запятой, то дробь называется чистой периодической. Если же между запятой и первым периодом имеются цифры, дробь называется смешанной периодической, а группа цифр после запятой до первого знака периода — предпериодом дроби. Например, дробь
является чистой периодической, а дробь
— смешанной периодической.
Основное свойство периодических дробей, благодаря которому их выделяют из всей совокупности десятичных дробей, заключается в том, что периодические дроби и только они представляют рациональные числа. Точнее, имеет место следующее предложение.
Теорема. Всякая бесконечная периодическая десятичная дробь представляет рациональное число. Обратно, если рациональное число раскладывается в бесконечную десятичную дробь, то эта дробь является периодической.
Можно показать, что чисто периодические дроби соответствуют рациональным числам, в записи которых в виде несократимой дроби
знаменатель
не имеет простых делителей
и
, а также рациональным числам
, у которых знаменатель
имеет только простые делители
и
. Соответственно, смешанные периодические дроби соответствуют несократимым дробям
, знаменатель
которых имеет как простые делители
или
, так и отличные от них.
Перевод из десятичной дроби в обыкновенную
Предположим, что дана периодическая десятичная дробь
с периодом 4. Заметим, что домножив её на
, получим большую дробь
с теми же цифрами после запятой. Отняв целую часть, получаем [2] :
» — десятичная запятая (англ.decimal comma ) — как разделитель целой и дробной частей десятичной дроби принят в России, европейских странах (кроме Великобритании и Ирландии) и многих других странах, на которые они имели культурное влияние. В англоязычных странах и странах, на которые они имели влияние, для этого используется знак точки «
» — десятичная точка (англ.decimal point ), а знак запятой используется для группировки цифр целой части числа по три десятичных разряда (так называемый разделитель групп разрядов, в России для этого используется знак неразрывного пробела «
»). Например, дробь 
История открытия десятичных дробей полна неожиданностей. Ученые разных стран приходили к сходных выводам и расчетам независимо друг от друга, что свидетельствует о важности дробей не только для математического познания, но и для практических нужд людей.
Немного истории
Впервые десятичные дроби появились в Древнем Китае в III веке до нашей эры. Эти знания были неизвестны в арабском и европейском мире. Только в ХV веке самаркандский астроном Джемшид аль-Каши изложил правила действия с десятичными дробями в сочинении «Ключ к арифметике». В Европе сведения о дробях появились еще позже, в ХVI веке, благодаря труду голландского ученого С. Стевина «Десятая». В то время десятичные дроби записывались не так, как сейчас. Для указания дробной части использовалось число 0, обведенное кружком. В Англии и США вместо запятой использовалась точка, запятая стала применяться только в начале ХVII века. В России впервые учение о десятичных дробях изложил Л. Ф. Магницкий в книге «Арифметика» в 1703 года.
Что такое десятичная дробь
Десятичные дроби – это результат преобразования обыкновенной дроби: деления числителя на знаменатель. Например: 1 : 2 = 1/2 = 0,5.
Десятичные дроби – такие дроби, которые записываются в строчку через запятую. Они бывают конечные и бесконечные. В конечной десятичной дроби количество цифр после запятой точно определено. В бесконечной десятичной дроби число цифр после запятой бесконечно. Для удобства эти цифры обычно округляют до 1, 2, 3 после запятой.
Полезная информация о десятичных дробях
| Метрология | Зарождение и развитие учения о десятичных дробях в странах Азии было связано с метрологией – наукой о мерах длины, веса и объема. |
| Шестидесятиричные дроби | До появления десятичных дробей в арабских государствах существовали шестидесятиричные дроби. |
| «Попасть в дроби» | Учение о дробях считается самым трудным разделом арифметики. До настоящего времени у немцев осталась поговорка «попасть в дроби», то есть «оказаться в затруднительном положении». |
Свойства десятичной дроби
Главным свойством десятичной дроби является следующее: величина десятичной дроби не изменится, если слева или справа добавить или удалить любое количество нулей.
6,15 = 6,1500 = 006,15
Поскольку десятичные дроби тесно связаны с обыкновенными дробями, существуют свойства, их объединяющие.
- Если числитель обыкновенной дроби меньше знаменателя, то целая часть десятичной дроби меньше нуля.
2/3 = 0,67 - Целая часть десятичной дроби равна целой части смешанной дроби.
3 2 /5 = 3,4 - Количество цифр после запятой в десятичной дроби зависит от количества нулей в знаменателе обыкновенной дроби: если одна цифра, то делитель – 10, если две цифры, то делитель – 100.
4/5 = 0,8 и 4/55 = 0,07
это интересно
Простые числа
Что важно знать о простых числах и их особенностях

Разряды десятичной дроби
В десятичной дроби значение каждой цифры зависит от ее позиции Названия разрядов в десятичной дроби до запятой совпадают с названиями разрядов в натуральных числах (единицы, десятки, сотни и так далее). Первая цифра после запятой означает количество десятых долей. Вторая цифра после запятой – число сотых долей. Третья цифра – число тысячных долей.
Десятичные дроби можно также раскладывать по разрядам натуральных чисел.
36,85 = 30 + 6 + 0,8 + 0,05
или
36,85 = 36 + 0,85
Умножение десятичных дробей
Умножать десятичные дроби следует так же, как и другие числа, главное – правильно поставить запятую в ответе.
Если нужно перемножить дроби с разными знаками, действует общее правило: плюс на плюс дает плюс, минус на плюс дает минус, минус на минус дает плюс.
Чтобы умножить десятичные дроби в столбик, следует умножить их друг на друга как целые числа, сложить количество знаков после запятой у каждой дроби, отсчитать полученное количество знаков справа налево и поставить запятую.
Умножение десятичной дроби на натуральное число производится так же, как и умножение между десятичными дробями. Если нужно умножить на 10 или 100, переносим запятую в дроби вправо на столько знаков, сколько нулей содержится во втором множителе. При умножении на 0,1 или 0,01 переносим запятую в дроби влево на столько знаков, сколько нулей стоит перед единицей во втором множителе.
Если нужно умножить десятичную дробь на обыкновенную или смешанную, можно действовать двумя способами: перевести десятичную дробь в обыкновенную и затем перемножить или перевести обыкновенную дробь в десятичную и выполнить действие.
Примеры
Умножение десятичной дроби в столбик
Конечные и бесконечные десятичные дроби
ОПРЕДЕЛЕНИЕ . Конечной десятичной дробью (десятичной дробью) называют дробь или смешанное число, имеющее знаменатель 10, 100, 1000, 10000 и т.д.
К десятичным дробям относят также и такие дроби, которые можно привести к дробям, имеющим знаменатель 10, 100, 1000, 10000 и т.д., с помощью основного свойства дробей.
УТВЕРЖДЕНИЕ . Несократимая простая дробь или несократимое смешанное нецелое число являются конечной десятичной дробью тогда и только тогда, когда разложение их знаменателей на простые множители содержит в качестве множителей лишь числа 2 и 5 , причем в произвольных степенях.
Для десятичных дробей существует специальный способ записи, использующий запятую. Слева от запятой записывается целая часть дроби, а справа – числитель дробной части, перед которым дописывается такое количество нулей, чтобы число цифр после запятой было равно числу нулей в знаменателе десятичной дроби.
Заметим, что десятичная дробь не изменится, если приписать несколько нулей справа или слева от неё.
3,14 = 3,140 = 3,1400 = 003,14 .
Цифры, стоящие перед запятой (слева от запятой) в десятичной записи конечной десятичной дроби, образуют число, которое называют целой частью десятичной дроби.
Цифры, стоящие после запятой (справа от запятой) в десятичной записи конечной десятичной дроби, называют десятичными знаками.
В конечной десятичной дроби конечное число десятичных знаков. Десятичные знаки формируют дробную часть десятичной дроби.
Умножение и деление десятичных дробей на 10, 100, 1000 и т.д.
Для того, чтобы умножить десятичную дробь на 10, 100, 1000, 10000 и т.д., достаточно перенести запятую вправо на 1, 2, 3, 4 и т.д. десятичных знаков соответственно.
Для того, чтобы разделить десятичную дробь на 10, 100, 1000, 10000 и т.д., достаточно перенести запятую влево на 1, 2, 3, 4 и т.д. десятичных знаков соответственно.
Обращение конечной десятичной дроби в простую дробь
Обращение конечной десятичной дроби в простую дробь осуществляется очень просто, например,
Справочник по математике для школьников
- Арифметика
- Алгебра
- Тригонометрия
- Геометрия (планиметрия)
- Геометрия (стереометрия)
- Элементы математического анализа
- Вероятность и статистика
Арифметика
- Арифметика целых чисел
- Целые числа. Десятичная система счисления
- Арифметика. Арифметические действия
- Делимость натуральных чисел. Деление с остатком. Признаки делимости
- Простые и составные числа
- Наибольший общий делитель. Взаимно простые числа
- Наименьшее общее кратное
- Дробь. Правильные и неправильные дроби. Смешанные числа
- Сравнение дробей
- Действия с дробями и смешанными числами
- Конечные и бесконечные десятичные дроби
- Бесконечные периодические и непериодические десятичные дроби
- Арифметические действия с дробями, выраженными в различных формах
- Стандартная форма записи числа
- Вещественные числа, рациональные и иррациональные числа
- Проценты. Решение задач на проценты
- Простые и сложные проценты. Предоставление кредитов на основе процентной ставки
- Пропорции, члены пропорции. Основное свойство пропорции
- Прямо пропорциональные и обратно пропорциональные величины
- Золотое отношение (золотое сечение)
- Таблицы квадратов натуральных чисел от 1 до 100
- Таблицы кубов натуральных чисел от 1 до 100
- Таблицы степеней от 2-ой до 10-ой для натуральных чисел от 1 до 25
- Таблицы произведений натуральных чисел от 1 до 20
- Таблица простых чисел от 1 до 10000
- Латинский алфавит
- Греческий алфавит
Учебные пособия для школьников
- Задачи на проценты
- Квадратный трехчлен
- Метод координат на плоскости
- Прогрессии
- Решение алгебраических уравнений
- Решение иррациональных неравенств
- Решение логарифмических неравенств
- Решение логарифмических уравнений
- Решение показательных неравенств
- Решение показательных уравнений
- Решение рациональных неравенств
- Решение тригонометрических уравнений
- Степень с рациональным показателем
- Системы уравнений
- Тригонометрия в ЕГЭ по математике
- Уравнения и неравенства с модулями
- Фигуры на координатной плоскости, заданные неравенствами