9循环=1?别背!用这个“漏洞”法,小白3步懂!|终极图解:典型例题精讲
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六年级
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2025-12-20
0.9循环等于1:颠覆直觉的数学真相,一步讲透!
💡 阿星起步:0.9循环等于1 的底层逻辑
想象一下,你和你的好朋友之间,如果连一张最薄的纸都塞不进去,那你们俩其实就是“紧紧贴在一起”,对吧?
数字的世界也一样。我们说 \(0.999...\)(9无限循环下去)等于 \(1\),并不是说它们“差不多”,而是说它们严丝合缝,是同一个位置,是同一个数。
为什么?因为你想啊,如果两个数不一样,比如 \(0.9\) 和 \(1\),它们之间是不是有缝隙?这个缝隙里还能塞下很多数,比如 \(0.95\)。但是,在 \(0.999...\) 和 \(1\) 之间,你还能找到任何一个比 \(0.999...\) 大、同时又比 \(1\) 小的数吗?你找不到!因为它们之间没有缝隙。
一个最神奇的“魔法”就能证明这一点:
- 我们设这个神秘的数字为 \(x\),也就是 \(x = 0.999...\)
- 把等号两边都乘以 \(10\),神奇的事情发生了:\(10x = 9.999...\)
(注意:右边的小数点只是整体向后移了一位,无限循环的9一个都没少!) - 现在,我们用 \(10x\) 减去 \(x\):
\(10x - x = 9.999... - 0.999...\)
看等号右边,小数点后面无穷无尽的9,是不是一模一样?一减,它们就全部抵消了! - 所以,左边得到 \(9x\),右边就只剩下整数 \(9\) 了:\(9x = 9\)
- 最后,两边同时除以 \(9\),水落石出:\(x = 1\)
你看,我们从 \(x = 0.999...\) 出发,通过严密的逻辑,得到了 \(x = 1\)。这不就证明了 \(0.999...\) 和 \(1\) 是同一个数的两种不同写法吗?就像“番茄”和“西红柿”指的是同一种东西。
它的本质,是让我们理解“无限”的威力——无限循环下去,就能达到那个确切的终点。
🔥 三级跳挑战:从入门到大神
【入门例题】请用“设x法”证明:\(0.777...\)(7无限循环)等于几分之几?
阿星拆解:我们完全模仿“0.9循环”的魔法步骤,一步都不跳。
- 设未知数:令 \(x = 0.777...\)(我们的目标就是求出x等于哪个分数)
- 两边乘10:因为循环节是1位“7”,所以乘以 \(10\):
\(10 \times x = 10 \times 0.777...\)
得到:\(10x = 7.777...\)
(注意:右边变成了 \(7\) 加上一个 \(0.777...\)) - 做减法:用第2步的式子减去第1步的式子:
\(10x - x = 7.777... - 0.777...\)
关键点回应:看等号右边,\(.777...\) 部分是不是完全一样?一减就抵消光了! - 得结果:左边:\(10x - x = 9x\)
右边:\(7.777... - 0.777... = 7\)(后面的循环小数全部减没了)
所以,\(9x = 7\) - 求x:两边同时除以 \(9\):\(x = \frac{7}{9}\)
结论:\(0.777... = \frac{7}{9}\)。看,无限循环小数轻松变分数!
【进阶例题】计算:\(0.232323...\)(“23”无限循环)等于多少?
阿星敲黑板:这里的陷阱是循环节变成了两位数字“23”!如果我们还乘以10,小数点右移一位,并不能让循环节对齐。比如 \(10x = 2.323232...\),小数部分开头是“.3”,和原来的“.23”对不齐,相减时无法完全抵消。
化解方法:循环节有几位,我们就乘以 \(10\) 的几次方。这里是两位,所以应该乘以 \(100\)。
- 设:令 \(x = 0.232323...\)
- 乘100(关键步):因为循环节“23”是2位。
\(100x = 100 \times 0.232323... = 23.232323...\)
(现在,小数点后完美的又是“232323...”了,和原来一模一样。) - 做减法:用第2步的式子减去第1步的式子:
\(100x - x = 23.232323... - 0.232323...\)
看!右边的“.232323...”部分完全一样,一减全部归零。 - 得结果:左边:\(100x - x = 99x\)
右边:\(23.232323... - 0.232323... = 23\)
所以,\(99x = 23\) - 求x:两边同时除以 \(99\):\(x = \frac{23}{99}\)
完美避开陷阱!结论:\(0.\dot{2}\dot{3} = \frac{23}{99}\)。
【拔高例题】将循环小数 \(0.41777...\)(即 \(0.41\dot{7}\),从百分位开始7循环)化为分数。
思维迁移:这个数看起来复杂了,它有“不循环部分”(41)和“循环部分”(7)。但我们的核心魔法——“设x,乘10的n次方,相减消除循环部分”——依然管用!诀窍是:通过乘法,把循环节对齐。
- 设:令 \(x = 0.41777...\)
- 第一次乘法(移开不循环部分):循环节“7”是从小数点后第2位开始的。我们先乘以 \(10\),把不循环的“41”移到小数点前:
\(10x = 4.1777...\)
现在,新的小数 \(0.1777...\) 就是一个“纯”循环小数了(循环节“7”从小数点后第1位开始)。 - 第二次乘法(对齐循环节):针对“0.1777...”,循环节是1位“7”,所以我们再乘以 \(10\)。但注意,这是对 \(10x\) 这个整体操作:
\(10 \times (10x) = 100x = 10 \times 4.1777... = 41.777...\) - 做减法(消除循环部分):我们用第3步的式子减去第2步的式子:
\(100x - 10x = 41.777... - 4.1777...\)
仔细观察:等号右边,\(.777...\) 和 \(.1777...\) 相减,从百分位开始,后面的“7”全部抵消!剩下的就是 \(41.7 - 4.1\) 的整数和小数部分计算。
左边:\(100x - 10x = 90x\)
右边:\(41.777... - 4.1777... = (41.7 - 4.1) = 37.6\)(要仔细做这个减法哦) - 得结果:所以,\(90x = 37.6\)
- 求x:两边同时除以 \(90\):\(x = \frac{37.6}{90}\)
为了更美观,我们把分子分母都乘以10,化去分子的小数点:\(x = \frac{376}{900}\)。
最后,别忘了约分!分子分母同除以4:\(x = \frac{94}{225}\)。
看,虽然场景变复杂了,但“设元、相乘对齐、相减消去无限循环部分”这个核心思想,就像一把万能钥匙,始终没变!
📝 阿星必背口诀:
遇循环,莫慌张,设下x来帮大忙。
几位循环乘几十(10的几次方),
上下相减消光光,
分数形式现真相!
🚀 举一反三:变式挑战
请用“设x法”证明:\(0.555... = \frac{5}{9}\)。
已知 \(0.\dot{1}\dot{8} = \frac{2}{11}\),请你反向推导,用“设x法”验证这个等式是否正确。
将循环小数 \(0.28\dot{3}\)(即0.28333...)化为分数。
解析与答案
【详尽解析】
变式一解析:
1. 设 \(x = 0.555...\)
2. 两边乘10: \(10x = 5.555...\)
3. 相减: \(10x - x = 5.555... - 0.555...\) → \(9x = 5\)
4. 得结果: \(x = \frac{5}{9}\)
答案:证明完毕,\(0.\dot{5} = \frac{5}{9}\)。
变式二解析:
我们从等式出发来验证:
1. 设 \(x = 0.181818...\)
2. 循环节“18”是2位,两边乘100: \(100x = 18.181818...\)
3. 相减: \(100x - x = 18.181818... - 0.181818...\) → \(99x = 18\)
4. 得: \(x = \frac{18}{99} = \frac{2 \times 9}{11 \times 9} = \frac{2}{11}\)
答案:验证正确,推导过程与已知等式一致。
变式三解析:
1. 设 \(x = 0.28333...\)
2. 为了先处理不循环部分“28”,乘以100: \(100x = 28.333...\)
3. 现在小数部分“0.333...”是纯循环节,循环节1位,对第2步整体再乘10: \(1000x = 283.333...\)
4. 用第3步减第2步: \(1000x - 100x = 283.333... - 28.333...\) → \(900x = 255\)
5. 得: \(x = \frac{255}{900} = \frac{17 \times 15}{60 \times 15} = \frac{17}{60}\)(分子分母先同除以5得51/180,再同除以3得17/60)
答案:\(0.28\dot{3} = \frac{17}{60}\)。
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