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比较与排序任意实数

把前面所学融会贯通:一套可靠的方法,用来比较分数、小数、负数与根式,并把混杂的一堆实数从小到大排好——这正是日后每个不等式都倚赖的本领。

一个通用诀窍:换到同一把尺子上

当两个数长得像时,比较很容易;长得不像时就难了。整套策略就是把它们变得可比。两条可靠途径:把每个数都化为小数(除一下即可),或把每个分数都通到公分母上再比分子。一旦两个数有了同一把尺子,大小关系便能直接读出,正如在数轴上一样。

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
无论走哪条路——通分还是化小数——得到的大小顺序一致。

负数与根式,要小心对待

有两个陷阱值得再看一眼。第一,对负数,次序与直觉相反:负数当中,越靠近零的越大,所以 −1/2 > −3/4(因为论大小 0.5 < 0.75,但它们在负的一侧)。第二,要把像 sqrt(2) 这样的无理数与有理数相比,就用小数近似:sqrt(2) ≈ 1.414,所以 sqrt(2) > 1.4,但 sqrt(2) < 1.5。在这里,近似是诚实可靠的工具,只要你保留足够多的位数来定下比较结果。

为一整串混杂的数排序

  1. 每个数都化为小数近似,保留足够的位数以打破平局。
  2. 在心里把它们放到数轴上:负数在 0 左侧,正数在右侧。
  3. 从左往右读出,即得从小到大的排列,再把每个数还原回原来的形式。
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)
化成小数后,由分数、整数与根式混成的一串数便容易排序了。