数与数系

有理数

有理数就是任何可以写成一个整数除以另一个整数的数——也就是一个比,名字也由此而来。把一张披萨切成 8 块、取其中 3 块,就是 3/8;把 7 块饼干分给 2 个人,就是 7/2。凡是把整体平均分割或分配的地方,有理数就会出现。

准确地说,有理数就是任何能写成 a/b 形式的数,其中 a 和 b 都是整数,且 b 不为零。分母绝不能是零,因为除以零没有意义。同一个有理数有无穷多种“伪装”——1/2、2/4 和 50/100 都相等——而每个有理数都有唯一的最简形式,此时分子与分母没有公因数。

有理数对加法、减法、乘法,以及除以任何非零数都封闭,所以普通四则运算永远跑不出这个集合。从小数形式看,一个数是有理数,当且仅当它的小数展开要么有限(如 0.75),要么最终无限循环(如 0.333… = 1/3)。每个整数也都是有理数,因为 n 等于 n/1。

0.6 是有理数,因为 0.6 = 6/10 = 3/5,是分母不为零的两个整数之比。

任何有限小数或循环小数其实都是一个分数。

有理数集合记作 Q(取自“商”quotient)。b ≠ 0 这条规则不容违反:除以零是没有定义的。