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比較與排序任意實數

把前面所學融會貫通:一套可靠的方法,用來比較分數、小數、負數與根式,並把混雜的一堆實數從小到大排好——這正是日後每個不等式都倚賴的本領。

一個通用訣竅:換到同一把尺子上

當兩個數長得像時,比較很容易;長得不像時就難了。整套策略就是把它們變得可比。兩條可靠途徑:把每個數都化為小數(除一下即可),或把每個分數都通到公分母上再比分子。一旦兩個數有了同一把尺子,大小關係便能直接讀出,正如在數軸上一樣。

Which is larger, 5/8 or 3/5 ?

Method A — common denominator (LCD = 40):
   5/8 = 25/40
   3/5 = 24/40
   25 > 24  →  5/8 > 3/5

Method B — decimals:
   5/8 = 0.625
   3/5 = 0.600
   0.625 > 0.600  →  5/8 > 3/5   ✓ same answer
無論走哪條路——通分還是化小數——得到的大小順序一致。

負數與根式,要小心對待

有兩個陷阱值得再看一眼。第一,對負數,次序與直覺相反:負數當中,越靠近零的越大,所以 −1/2 > −3/4(因為論大小 0.5 < 0.75,但它們在負的一側)。第二,要把像 sqrt(2) 這樣的無理數與有理數相比,就用小數近似:sqrt(2) ≈ 1.414,所以 sqrt(2) > 1.4,但 sqrt(2) < 1.5。在這裡,近似是誠實可靠的工具,只要你保留足夠多的位數來定下比較結果。

為一整串混雜的數排序

  1. 每個數都化為小數近似,保留足夠的位數以打破平局。
  2. 在心裡把它們放到數軸上:負數在 0 左側,正數在右側。
  3. 從左往右讀出,即得從小到大的排列,再把每個數還原回原來的形式。
Order from least to greatest:
     −3/2 ,  0.8 ,  −1 ,  sqrt(2) ,  3/4

Step 1 — decimals:
     −3/2   = −1.5
      0.8   =  0.8
     −1     = −1.0
     sqrt(2) ≈  1.414
      3/4   =  0.75

Step 2 — on the line:
  −1.5 < −1.0 < 0.75 < 0.8 < 1.414

Step 3 — back to originals:
     −3/2 < −1 < 3/4 < 0.8 < sqrt(2)
化成小數後,由分數、整數與根式混成的一串數便容易排序了。