Основы математики
Дроби

Рациональные числа

Вид чисел, позволяющий обозначать части от целых объектов, целые объекты и даже целые вместе с частями. Рациональные числа появились как решение проблем целых чисел: провалов в делении и невозможности обозначать «часть от целого». Но они способны на гораздо большее и обладают удивительными свойствами…

Все задачи разделены на две категории. Первая категория включает задачи на общее понимание рациональных чисел как «долевых чисел» или «чисел с долями». Это примерно половина статьи, до раздела «Дробей много — суть одна» (не включая). Вторая категория целиком посвящена основному свойству дроби и тому, как с помощью него можно изучать сами рациональные числа.

Общее понимание

Задачи из этого раздела посвящены отработке общего понимания «частей от целого», «дробей» и «рациональных чисел». Все эти понятия опираются на доли и умение этими долями всячески жонглировать: разделять объекты на доли и чётко понимать, что «скрывается» за этими долями.

Гнетущая неопределённость

Ликбез

Возможно ли задать рациональное, указав только число «взятых» долей, без указания, на сколько долей объект был «разрезан»? Приведите пример, поясняющий ваш ответ.

Лучший художник на свете

Ликбез

Изобразите при помощи кругов следующие рациональные числа, заштриховывая «взятые» доли:

  • «половина»

  • «1 кусок пиццы из 3»

  • 2/4

  • 33\dfrac{3}{3}

  • «0 долей из 2»

Расшифровываем круги

Ликбез

Опишите доли из которых состоят изображенные на рисунке рациональные числа:

Делу время, а потехе час

Ликбез

В коробке лежит 13 старых игрушек и 17 новых. Какую часть всех игрушек составляют старые игрушки? А новые?

Денег много не бывает

Ликбез

У ребят было 120 рублей. 1/2 из них забрал себе Петя. Остаток разделили ещё на три части. 2/3 забрал Ваня. Остальное досталось Артёму. Сколько рублей у каждого из ребят?

У деревьев есть глаза

Ликбез

В парке две трети деревьев сосны, половина из оставшихся берёзы, остальное — 8 дубов. Посчитайте количество деревьев каждого вида.

Деление и дробная черта

Ликбез

Мы ведь уже показывали в статье, что существует алгоритм, как любое целое число обозначить при помощи рационального числа. Так нафига мы потом ещё раз отдельно доказывали, что деление и дробная черта взаимозаменяемы? Мы проделали одну и ту же работу дважды?

Из целого в дробь

Ликбез

Запишите:

Число 3 в виде рационального числа со знаменателем 6.

Дробный калькулятор

Ликбез

Запишите, чем равно выражение в более простом виде:

100100\frac{100}{100}

Что это за число?

Ликбез

Про каждое число из списка ниже установите, является ли оно натуральным, целым, рациональным, обыкновенной дробью:

11;11;
11;-11;
0;0;
020;\frac{0}{-20};
12;\frac{1}{2};
22;\frac{2}{2};
173;\frac{-17}{3};
186\frac{-18}{6}

Прямой картограф

Ликбез

Нарисуйте числовую прямую и поставьте на ней точку в том месте, где расположено следующее рациональное число:

12\frac{1}{2}

Спор с другом

Прикладная
Ликбез

Зарплата Василия выросла со 100 000100 \ 000 рублей до 150 000150 \ 000 рублей. В разговоре со своим другом Василий хвастается, что теперь его зарплата выросла на треть, так как 50 00050 \ 000 рублей это 1/3 от 150 000150 \ 000 рублей. Друг же утверждает, что Василий посчитал неправильно. Кто из друзей прав? На сколько «частей» действительно выросла зарплата Василия?

Жизнь на полную катушку!

Ликбез

Рите пришла зарплата. В первый день она потратила 1/4 всей зарплаты на ужин в ресторане. На следующий день она потратила 3/15 всей зарплаты на покупку одежды. На третий день она потратила 2/6 всей зарплаты, 30 000 рублей, на новый телефон. Какова зарплата Риты, сколько она тратила каждый день и сколько у нее осталось?

Вопрос со звездочкой — хватит ли у нее денег на четвертый день купить себе сумочку за 4999 рублей?

Правые и левые

Ликбез

В школе 1/3 учеников — левши. Остальные 350 учеников — правши. Выпендрёжников амбидекстров в школе нет. Сколько учеников в школе всего и сколько левшей?

Одинаковые доли

Ликбез

Почему доли, используемые для конструирования рациональных чисел, всегда одинаковые? Можно ли убрать это требование и тупо делить объект «как попало»?

Яйца Фёдора

Нормальный

На ферме Фёдора курицы снесли яйца. Он продал 3/5 яиц. Из оставшихся яиц 1/4 разбились. У него осталось 24 яйца. Сколько яиц было у Фёдора?

В здоровом теле здоровый дух

Нормальный

Катя каждый день ходит на пробежку. Когда она пробежала 5/8 пути и ещё 200 метров, то до финиша ей оставалось 400 метров. Сколько метров пробежала Катя и какова дистанция всей пробежки?

Основное свойство дроби

При помощи основного свойства дроби и напрямую следующего из него понятия о «равенстве» рациональных чисел нам открывается широкий простор для исследования мира рациональных чисел и обыкновенных дробей. Будет увлекательно! Не пропускайте задачи на доказательство! В них самый сок!

Вопросов больше нет

Ликбез

Укажите пропущенные значения числителей и знаменателей, при которых равенства будут верными:

13=?6=?18=7?\frac{1}{3} = \frac{?}{6} = \frac{?}{18} = \frac{7}{?}

Подмена знаменателя

Ликбез

Замените дробь на равную, но со знаменателем 72.

23\frac{2}{3}

Аннигиляция нулей

Прием
Ликбез

Сократите дробь:

Объясните, почему дроби, в которых и числитель, и знаменатель оканчиваются на ноль, можно сокращать напрямую зачёркивая нули:

17000100=1701=170\frac{170\cancel{00}}{1\cancel{00}} = \frac{170}{1} = 170

Части от целого

Прикладная
Ликбез

Какую часть часа составляют 4 минуты?

Разные, но равные

Ликбез

Найдите среди следующих дробей равные между собой и запишите их в виде цепочки равенств:

2427;\frac{24}{27};
110;\frac{1}{10};
660;\frac{6}{60};
89;\frac{8}{9};
4045\frac{40}{45}

Последний экзамен

Ликбез

Последний экзамен по математике будет длиться 1 час. Учитель сказал, что со всеми вопросами можно ознакомиться за 5 минут, ответ на каждый вопрос занимает 2 минуты, а остальное время уйдет на проверку работ. Весь экзамен состоит из 20 вопросов. Какую часть от общего времени экзамена составляет время на проверку работ? Ответ запишите в виде нескольких дробей.

Целые как дроби

Ликбез

Строго докажите, что любое целое число m можно записать в виде обыкновенной дроби, что несократимая дробь для него имеет вид m/1, и что она равна любой дроби вида km/k, где k — любое натуральное число.

После этого выберите три любых целых числа и запишите их как в виде несократимой дроби, так и с домножением на 69, 171 и 2025.

Равно снизу? Равно сверху?

Красивая
Ликбез

Докажите «очевидный» факт, что если у эквивалентных (равных) рациональных чисел одинаковые знаменатели, то одинаковые и числители. И наоборот, если одинаковые числители, то одинаковые и знаменатели.

pq=tqp=t;\frac{p}{q} = \frac{t}{q} \Rightarrow p = t;
pq=ptq=t\frac{p}{q} = \frac{p}{t} \Rightarrow q = t

Примеры:

12=?2=12;\frac{1}{2} = \frac{\yellow{?}}{2} = \frac{\yellow{1}}{2};
83=8?=83;\frac{-8}{3} = \frac{-8}{\yellow{?}} = \frac{-8}{\yellow{3}};
1010=?10=1010;\frac{-10}{-10} = \frac{\yellow{?}}{-10} = \frac{\yellow{-10}}{-10};

Несократимые четные дроби

Ликбез

Существуют ли несократимые дроби с четными числителем и знаменателем?

Равенство обратных дробей

Красивая
Нормальный

Вот есть рациональное число ab\dfrac{a}{b}. Если его перевернуть вверх ногами, то получится новое ba\dfrac{b}{a}, которое называется «обратной дробью» по отношению к исходной. Примеры:

12 и 21;\frac{1}{2} \enspace \text{ и } \enspace \frac{2}{1};
63 и 36\frac{-6}{3} \enspace \text{ и } \enspace \frac{3}{-6}

Какими должны быть целые числа a и b, чтобы дробь оказалась равна своей обратной дроби?

ab=ba\frac{a}{b} = \frac{b}{a}

Приведите три примера рациональных чисел, которые равны своим обратным.

В поисках несократимых

Нормальный
  1. 1

    Запишите все правильные несократимые дроби со знаменателем 18.

  2. 2

    Запишите все неправильные несократимые дроби с числителем 20.

  3. 3

    Запишите все неправильные несократимые дроби со знаменателем 7.

Основное свойство пропорции

Прием
Нормальный

Пропорцией в математике называют равенство двух отношений (двух делений) (двух дробей):

a:b=c:da:b = c:d
 или \text{ или }
ab=cd\frac{a}{b} = \frac{c}{d}

Докажите основное свойство пропорции — из равенства двух дробей следует равенство произведений их числителей и знаменателей «крест-накрест», и наоборот:

ab=cdad=bc\frac{a}{b} = \frac{c}{d} \Leftrightarrow a \cdot d = b \cdot c

Основное через основное

Нормальный

Примите «на веру» основное свойство пропорции и с его помощью докажите основное свойство дроби.

Перевернутые дроби

Нормальный

Докажите, что если две дроби равны, то равны будут и перевернутые вверх ногами дроби:

ab=cdba=dc\frac{a}{b} = \frac{c}{d} \Rightarrow \frac{b}{a} = \frac{d}{c}

Завершение пропорции

Нормальный

Для данных трех чисел найдите все возможные варианты целого четвертого числа, которые позволят составить верные пропорции. Выпишите все возможные пропорции с этими числами.

5, 25, 10

Диагонально одинаковые

Нормальный

Для каждой дроби найдите, чему равно целое число, скрывающееся за буквой x:

1)x8=2x;1) \enspace \frac{x}{8} = \frac{2}{x};
2)4x=x16;2) \enspace \frac{4}{x} = \frac{x}{16};
3)x5=20x;3) \enspace \frac{x}{5} = \frac{20}{x};
4)2x=x94) \enspace \frac{2}{x} = \frac{x}{9}

Укажите общий алгоритм, позволящий легко составлять подобные равенства, быстро находить x или же определять, что x не может быть целым числом.

Ещё свойства пропорции

Нормальный

Допустим у нас есть пропорция:

ab=cd\frac{a}{b} = \frac{c}{d}

Докажите два свойства пропорции:

1)a±bb=c±dd1) \enspace \frac{a \pm b}{b} = \frac{c \pm d}{d}
2)a+bab=c+dcd2) \enspace \frac{a+b}{a-b} = \frac{c+d}{c-d}

Обязательно запомните их, ведь дальше они вам ни разу не пригодятся!

Неиспользованные доли

Продвинутый

Когда мы поясняли суть основного свойства дроби, мы говорили, что сокращение дробей — это деление числителя и знаменателя на одно и то же число. В нашем «долевом» понимании этого процесса мы делим нацело количество «задействованных» долей, склеиваем их, а также делим нацело и общее количество долей.

Но ведь если еще и «неиспользованные» доли! Например в дроби 6/8 при сокращении мы 6 «взятых» долей превращаем в 3, 8 «всех долей» в 4. А сокращаются ли «неиспользованные» 2 доли? А что если иногда сокращаются, а иногда нет? Ведь это же ломает логику основного свойства дроби!

Искусство сокращения Сунь-цзы

Продвинутый

Объясните, в каких случаях проводить сокращение можно даже если числа в дроби связаны сложением или вычитанием:

62+18931=2+61=81=8\frac{\cancel{6}^2 + \cancel{18}^9}{\cancel{3}_1} = \frac{2 + 6}{1} = \frac{8}{1} = 8

Отрицательное основное свойство

Продвинутый

В основном свойстве дроби дробь умножать и делить можно только на натуральные числа. Выполняется ли это свойство при домножении или сокращении на отрицательные числа?

Несократимая существует

Продвинутый

Докажите, что любое рациональное число может быть сведено к несократимой дроби.

Несократимая единственная

Продвинутый

Докажите, что у любого рационального числа есть только одна несократимая форма.

Аннигиляция НЕ нулей

Продвинутый

В задании Аннигиляция нулей мы выяснили, что нули в числителе и знаменателе можно сокращать «на месте», прямо вычеркивая их из чисел:

17000100=1701=170\frac{170\cancel{00}}{1\cancel{00}} = \frac{170}{1} = 170

Бывают ли еще какие-нибудь другие числа или ситуации, в которых можно так же «на месте» вычеркнуть из чисел сверху и снизу одинаковую последнюю цифру и чтобы получилась равная дробь?

Источники6

Список внешних источников, которые использовались при написании этого материала. Если рядом с названием стоит звездочка, то это избранный источник и с ним стоит ознакомиться, если вы хотите глубже погрузиться в материал.

Образовательная платформа по математике и IT
Прекрасный сайт с наглядными пояснениями, хорошими примерами и упражнениями.
Мерзляк А.Г., Полонский В.Б., Якир М.С. «Просвещение» 2022 г.
Цифровой образовательный ресурс для школ
Математика. 6 класс. Пропорция