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初中数学从"不及格"到"良好"自救指南4之分数加减:为什么要通分?

初中数学从"不及格"到"良好"自救指南4之分数加减:为什么要通分?

初中数学自救书 · 低分重建|第四讲

分数加减:为什么要通分?

1/2 + 1/3 = ?你可能很难想象,到了初三还有同学算出的答案是2/5。

这是一道小学题,但每年都有初三学生在这上面丢分,说这些不是为了“冷嘲热讽”,因为我能理解这些孩子。

问题从来不是出在他们"忘了通分"这件事,而是从来没人跟他们讲清楚过——通分,究竟是怎样一回事。今天我就用”切披萨“和”换硬币“两个例子,把这个问题彻底讲透。

01卡点:分子加分子、分母加分母,非常“合理”

你问他们为什么是2/5,他们会说:"分子加分子,分母加分母,这样不是很整齐吗?"——整齐,正是这个错误最诱人的地方。它符合直觉里"上下各加各的"那种对称美感。

还有一批人知道要通分,却只把分母改了、忘了分子也要跟着放大。1/2 + 1/3,他们把两个分母都凑成 6,分子却还各写 1,变成 1/6 + 1/6 = 2/6,答案就偏了。

第三批人更冤:结果算对了,只是没约到最简(比如写成 10/12 而没约成 5/6),照样被扣分。

这三种错法,指向同一件事:分数里的"分母"到底代表什么,从来没人讲明白过。

一句话记住

分母不是数字,是"单位"。单位不同,数字就不能直接相加。(严格说,分母当然也是一个数;说它是"单位",是提醒你它管的是"每一份有多大"——这个说法一直用到学分式之前都够用。)

02由来:两千年前的“合分术”

分数加减法,中国古人两千年前就写进了《九章算术》的第一章"方田"里,名字叫"合分术"。原文只有一句:

"母互乘子,并以为实,母相乘为法。"

翻译过来就是:两个分母互相去乘对方的分子(母互乘子),乘出来的两个数加在一起当被除数(并以为实),两个分母相乘当除数(母相乘为法)。

我们用上面的题目验证一下:1/2 + 1/3,母互乘子→ 1 × 3 = 3、1 × 2 = 2;并以为实 → 3 + 2 = 5;母相乘为法 → 2 × 3 = 6。结果为 5/6。跟答案一模一样。

有意思的是,这套办法虽然是正确的,却不一定最简便。因为它直接把两个分母相乘当公分母,少了化简的思想。所以《九章算术》后面紧接着就教了"约分术"("可半者半之")。

而在更早的古埃及,人们只肯用分子是 1 的分数(单位分数),像 3/4 要写成 1/2 + 1/4。莱因德纸草书(约公元前 1650 年)里,整整一大张表都在教人怎么把一个分数拆成一串单位分数。人类为了"把不同单位的数加起来",摸索了两千年。

一句话记住

古人没教最小公倍数,他们教的是:先把单位弄成一样,再数个数。

03理解:通分 = 把一个披萨切成一样大小的块

记住这个比喻:分数的分母,说的是"把一个披萨几等分";分子说的是"你拿了几块"。

所以 1/2 是"切成两等分,拿 1 块",1/3 是"切成三等分,拿了 1 块"。这两块根本不是一样大的,直接相加不好处理。

通分干的事就是:把两个披萨重新切,切成一样大的小块。一个切成 2 块、一个切成 3 块,那就都切成 6 块——为什么偏偏是 6?因为 6 是 2 和 3 共同的倍数(最小的那个),只有按"共同能分出的块数"切,两种切法才对得上。切成 6 块后:1/2 = 3/6,1/3 = 2/6,现在块一样大了,3 块 + 2 块 = 5 块,得 5/6。

如果你觉得切披萨不好理解,我们还可以用换零钱来类比。5 角 + 1 元 = 6?当然不对——单位不一样,不能直接 5 + 1。得先换成同一单位:1 元 = 10 角,5 角 + 10 角 = 15 角(也就是 1 元 5 角)。异分母分数相加,就是不同单位的钱——必须先换成同一单位,才能数个数。

记住这两个例子,你就再也不会"分子加分子、分母加分母"了:因为分母是”单位“,单位是不能相加的。

一句话记住

分母是"切成几块",分子是"拿了几块"。块不一样大,就不能数个数。

04避雷:四个坑,一个比一个隐蔽

坑一:直接分子加分子、分母加分母。本质是没意识到分母是单位。破除办法只有一个:每次动笔前问一句"它们切成一样大了吗"。

坑二:通分通错。找公分母要找的是最小公倍数,不是把两个数直接相乘。1/2 + 1/4,公分母是 4 不是 8——用 8 也能算对,但数字一大就容易算错,还多花了时间。

怎么快速找到它?最笨的办法反而最快——拿较大的那个分母翻倍试:1/2 + 1/4,大分母 4 本身就能被 2 整除,就是 4;1/2 + 1/3,大分母 3 翻一倍是 6,6 能被 2 整除,就是 6。翻倍试不出来(比如 4 和 6),就把两个分母直接相乘兜底:4 × 6 = 24 一定能用(其实 12 更小,但先用 24 保证算对,再慢慢练找更小的)。

坑三:只通分不约分。算出 10/12 就交卷,被扣分。凡是分数结果,最后一步必须检查能不能约分,这是硬规矩。

坑四:符号跟着分子跑。(-1/2) + (-1/3) = -3/6 + (-2/6) = -5/6。负号属于整个分数,通分时分子分母同时乘同一个正数,负号原封不动跟着走。还有人把 -1/2 通成 -3/6 时写成 3/(-6),虽然值相等,但下一步相加就乱了——负号要么放在整个分数前面,要么放在分子上,别放在分母前面。

一句话记住

答案写成分数时,最后一句必问:还能约吗?

05难关:整数减分数怎么减?

1 - 3/7 = ? 这一题看起来最简单,实际是这一讲出错率最高的地方。

先把话说清楚:正确答案是 4/7,因为 1 = 7/7,7/7 - 3/7 = 4/7。可考场上偏偏有一批人写 -2/7(拿 1 - 3 = -2,分母照抄 7)。

我们可以用刚才的切披萨来解释。1 就是一整个披萨。要从中拿走 3/7,得先把这个披萨切成 7 块——一整块披萨 = 7/7。拿走 3 块,还剩 4 块,所以 1 - 3/7 = 4/7。

另外还有一个思想是借位。整数减分数的本质就是"借 1 当分母"。1 = 7/7,等于借出 1 个整体、换回 7 个分数单位,再减。同样的动作在带分数减法里更明显(带分数"3 又 1/5"就是 3 + 1/5 的写法,不是 3 × 1/5):3 又 1/5 - 1 又 3/5,1/5 不够减 3/5,就得从整数部分的 3 里借 1,把 3 又 1/5 变成 2 又 6/5,再减得 1 又 3/5。

凡是看到"整数减分数"或"带分数相减",第一反应就是:把整数借出来化成同分母的假分数。

一句话记住

整数减分数,先借 1 化成同分母;带分数不够减,先从整数部分借。

06提分:中考卷里的分数,藏在哪几处

中考很少直接考"1/2 + 1/3",但分数无处不在。它通常藏在三个地方:

藏身处一 :实数混合运算大题(很多地区是第 17 题)。式子里冷不丁出现一个-(1/2) 或 2⁻¹,你要立刻反应过来:2⁻¹ = 1/2,负指数就是"翻成分数"。(负指数到后面"负指数与零指数"那一讲才正式学,这里先混个脸熟:见到数字肩膀上趴着带负号的小数字,就知道要把它翻下去变成分数。)

藏身处二:概率与统计题。"从 3 红 2 白共 5 个球中任取 1 个,取到红球的概率是 3/5",这类题答案必须写成最简分数,写成 6/10 同样扣分。

藏身处三:方程与应用题的解。解分式方程、解一元一次方程,解出来是分数的情况非常多。招式:解完方程,把解代回原方程检验一遍——这一步顺手就把"约分没约干净""符号抄错"全查出来了。

还有一条硬要求:填空题里分数答案必须最简。这是阅卷硬性标准,没有商量余地。

一句话记住

填空题里,6/10 和 0.6 有时都算对,但分数形式必须最简——写成 3/5 最保险。

07第一关:基础通关组

(这关错一题,说明"分母是单位"这个想法还没真正建立起来。)

1 计算:1/2 + 1/3 = ______

2 计算:3/4 - 1/6 = ______

3 计算:2/5 + (-1/10) = ______

4 计算:1 - 3/7 = ______

5 计算 1/2 + 1/3 的正确结果是( ______)

A. 2/5

B. 5/6

C. 2/6

D. 1/6

6 计算:(-1/2) + (-1/3) = ______

08第二关:能力进阶组

(裂项与异分母连算)

7 计算:1/2 + 1/6 + 1/12 + 1/20 = ______

8 计算:5/6 - 3/4 + 1/3 = ______

9 一根绳子,第一次用去全长的 1/3,第二次用去全长的 1/4,还剩全长的 ______(填最简分数)。

09第三关:压轴挑战组

(等比数列求和的巧解,中考卷"规律探究"题中可能出现。)

10 计算:1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + 1/32 + 1/64 = ______

做题提醒

凡是分数结果,交卷前一律再问一句:能约分吗?是最简吗?

今天只带走一句话:分母是单位,单位不同就不能相加。通分就是把它们切成一样大的块,再数个数。

下一篇讲分数乘除。加减要通分,乘除偏偏不用通分——很多人把这两件事搞混,所以一直在分数上栽跟头。下一篇会告诉你,为什么除法要"翻跟头"。

* 人工编写,若有疏漏或错误,欢迎留言批评指正。

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