有理数是什么?别被名字吓到,它其实藏在你每天的生活里

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本文目录导读:

  1. 有理数,首先是一种“分得清”的工具
  2. 它和“有理没理”没关系,和“比率”有关系
  3. 我的观点:有理数是人类把生活“切块、标价、记账”的底层能力

有理数不是什么“很有道理的数”,也不是数学老师故意造出来为难人的词,简单讲,有理数就是能写成两个整数之比的数,也就是形如 (\frac{a}{b}) 的数,(a)、(b) 是整数,且 (b) 不等于 0,整数、分数、有限小数、无限循环小数,基本都归在有理数这个大家庭里。(3)、(-5)、(\frac{1}{2})、(0.75)、(0.333\ldots) 都是有理数;而 (\pi)、(\sqrt{2}) 这类不能写成两个整数之比的数,就是无理数。

你看,名字听着挺学术,其实特别生活。

有理数,首先是一种“分得清”的工具

我举个最常见的例子:几个人一起点披萨,一个披萨切成 8 块,你吃了 3 块,那你吃的就是 (\frac{3}{8}) 个披萨,这个 (\frac{3}{8}) 就是有理数,再比如三个人 AA 一顿 200 元的饭,每人出 (\frac{200}{3}) 元,虽然除不尽,大约是 66.67 元,但它依然可以写成两个整数的比,所以也是有理数。

还有记账,今天工资到账 5000 元,交房租 1800 元,买菜 126.5 元,手机费 99 元,你账本里的 5000、-1800、126.5、-99,全都在有理数的范围里,尤其是负数,很多人小时候觉得“欠钱”怎么还能叫数?可生活里负数太常见了:温度零下 3 摄氏度是 (-3),信用卡欠款是负数,股票跌了也是负数,整数是有理数,负整数也是有理数。

再说打折,商场写“7 折”,本质上是原价乘以 (\frac{7}{10}),一件 299 元的衣服打 7 折,(299 \times 0.7 = 209.3) 元,这里的 0.7 是有限小数,也能写成分数 (\frac{7}{10}),所以它当然是有理数,你看,有理数不是躺在课本里的符号,它是我们分配、记录、计算、比较时用的一套“生活语言”。

它和“有理没理”没关系,和“比率”有关系

这个地方特别值得说一句,很多人第一次听“有理数”,会以为是“有道理的数”,那无理数就是“没道理的数”,其实不是,英文里 rational number 的 rational 和 ratio(比率)有关,核心意思是“可以写成比的数”,所以有理数的“理”,更接近“比例”“比率”,不是“讲不讲道理”。

这也是我觉得数学里很有意思的一点:很多概念的名字会吓人,但拆开看,都是在描述很朴素的事情,有理数就是在说:这个数能不能用两个整数的比表达出来?能,就是有理数;不能,就是无理数。

(\frac{1}{3}) 写成小数是 (0.333\ldots),无限循环,但它仍然是货真价实的有理数,因为它就是 1 除以 3,反过来,(\pi) 是 3.1415926……,它无限不循环,不能写成两个整数的比,所以它是无理数,注意,无理数不是“没用”的数,圆周长和直径的比就离不开 (\pi),只是它不属于有理数家族。

我的观点:有理数是人类把生活“切块、标价、记账”的底层能力

我个人觉得,学有理数最不该学成“背定义、刷题、考试完就忘”,它真正的价值,是让我们理解一件事:世界上的量,很多都可以被切分、比较、记录和表达。

你分一块蛋糕,是在用分数;你算折扣,是在用小数;你记录盈亏,是在用正负数;你排队取号,是在用整数;你算平均分,是在用除法,所有这些,背后都有有理数的影子,它像一把很朴素的尺子,帮我们把生活里模糊的东西说清楚:不是“我吃了挺多”,而是“我吃了 (\frac{3}{8})”;不是“差不多欠一点”,而是“账上是 (-126.5) 元”;不是“这件衣服便宜了些”,而是“打了 7 折,省了 89.7 元”。

但我也想说,别因为有理数好用,就以为世界全是有理数,真实世界比课本复杂,圆的周长里有 (\pi),正方形的对角线里有 (\sqrt{2}),很多自然现象和几何关系都不是两个整数比能精确表达的,所以有理数很重要,但它不是数学的全部,更不是世界的全部,这个认知挺重要:我们既要会用有理数把日子算明白,也要承认有些东西无法用简单比例精确描述。

如果让我给“有理数是什么”下一个人话版定义,我会说:有理数就是那些能讲清楚“几比几”的数,是整数和分数的统称,是有限小数和无限循环小数的老家。 它不神秘,也不高冷,它藏在你买菜、拼单、记账、打折、量尺寸、分蛋糕的每一个瞬间里,数学真正有意思的地方,不是把简单事情说复杂,而是把复杂世界拆成我们能理解、能计算、能交流的小块,有理数,就是其中特别接地气的一块。

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