Вычитание смешанных чисел: различные методы решения

Photo

Я вижу задание, обозначенное буквой B), которое представляет собой вычитание смешанных чисел.

Задание B)

Необходимо вычислить разность двух смешанных чисел: $5\frac{1}{3} - 6\frac{1}{4}$.

Пошаговое решение:

  1. Преобразование смешанных чисел в неправильные дроби.

    • Смешанное число $5\frac{1}{3}$ можно представить как неправильную дробь, умножив целую часть на знаменатель и прибавив числитель, затем записав результат над знаменателем:
      $5\frac{1}{3} = \frac{5 \times 3 + 1}{3} = \frac{15 + 1}{3} = \frac{16}{3}$
    • Аналогично для $6\frac{1}{4}$:
      $6\frac{1}{4} = \frac{6 \times 4 + 1}{4} = \frac{24 + 1}{4} = \frac{25}{4}$
  2. Запись выражения с неправильными дробями.
    Теперь выражение выглядит так:
    $\frac{16}{3} - \frac{25}{4}$

  3. Нахождение общего знаменателя.
    Чтобы вычесть дроби, необходимо привести их к общему знаменателю. Наименьшее общее кратное (НОК) для знаменателей 3 и 4 равно 12.

    • Для первой дроби $\frac{16}{3}$: умножим числитель и знаменатель на 4:
      $\frac{16 \times 4}{3 \times 4} = \frac{64}{12}$
    • Для второй дроби $\frac{25}{4}$: умножим числитель и знаменатель на 3:
      $\frac{25 \times 3}{4 \times 3} = \frac{75}{12}$
  4. Вычитание дробей с общим знаменателем.
    Теперь, когда дроби имеют одинаковый знаменатель, можно вычесть их числители:
    $\frac{64}{12} - \frac{75}{12} = \frac{64 - 75}{12}$

  5. Вычисление разности числителей.
    $64 - 75 = -11$

  6. Запись окончательного результата.
    $\frac{-11}{12} = -\frac{11}{12}$

Окончательный ответ:

$5\frac{1}{3} - 6\frac{1}{4} = -\frac{11}{12}$

Покажи все возможные способы решения подобных задач с примерами и сравнением эффективности

Отличный вопрос! Существует несколько способов решения задач на вычитание смешанных чисел. Рассмотрим два основных метода на примере задачи $5\frac{1}{3} - 6\frac{1}{4}$, а также сравним их эффективность.

Методы решения задач на вычитание смешанных чисел

Метод 1: Преобразование в неправильные дроби (уже использован)

Этот метод был подробно описан в предыдущем решении. Он является универсальным и всегда работает, но может привести к работе с большими числами.

Пошаговое решение:

  1. Преобразовать каждое смешанное число в неправильную дробь.

    • $5\frac{1}{3} = \frac{5 \times 3 + 1}{3} = \frac{16}{3}$
    • $6\frac{1}{4} = \frac{6 \times 4 + 1}{4} = \frac{25}{4}$
    • Выражение становится: $\frac{16}{3} - \frac{25}{4}$
  2. Найти наименьший общий знаменатель (НОК) для дробей.

    • НОК(3, 4) = 12.
  3. Привести дроби к общему знаменателю.

    • $\frac{16}{3} = \frac{16 \times 4}{3 \times 4} = \frac{64}{12}$
    • $\frac{25}{4} = \frac{25 \times 3}{4 \times 3} = \frac{75}{12}$
    • Выражение становится: $\frac{64}{12} - \frac{75}{12}$
  4. Выполнить вычитание числителей, оставив знаменатель без изменения.

    • $\frac{64 - 75}{12} = \frac{-11}{12}$
  5. Упростить результат (если возможно).

    • $-\frac{11}{12}$ (дробь несократима).

Эффективность:
* Преимущества: Метод прост для понимания и применения, особенно когда нужно вычитать большее число из меньшего (как в данном случае, где $6\frac{1}{4} > 5\frac{1}{3}$). Он всегда приводит к правильному результату.
* Недостатки: Может привести к работе с большими числителями и знаменателями, что увеличивает вероятность арифметических ошибок, особенно при более сложных числах.

Метод 2: Вычитание целых и дробных частей отдельно

Этот метод более интуитивен, когда первое смешанное число больше второго, но требует дополнительного шага "заимствования" (или "перегруппировки"), если дробная часть уменьшаемого меньше дробной части вычитаемого. В нашем случае, $5\frac{1}{3} - 6\frac{1}{4}$, первое число меньше второго, поэтому мы можем переписать выражение, чтобы избежать отрицательных целых частей на промежуточных этапах, или сразу работать с отрицательным результатом.

Давайте рассмотрим этот метод, сначала переписав выражение как вычитание меньшего числа из большего, а затем применив знак минус к результату.

Пошаговое решение (с учетом, что $6\frac{1}{4} > 5\frac{1}{3}$):

Мы знаем, что $5\frac{1}{3} - 6\frac{1}{4} = -(6\frac{1}{4} - 5\frac{1}{3})$. Вычислим $6\frac{1}{4} - 5\frac{1}{3}$.

  1. Разделить смешанные числа на целые и дробные части.

    • $6\frac{1}{4} - 5\frac{1}{3} = (6 + \frac{1}{4}) - (5 + \frac{1}{3})$
  2. Перегруппировать члены.

    • $(6 - 5) + (\frac{1}{4} - \frac{1}{3})$
  3. Вычесть целые части.

    • $6 - 5 = 1$
  4. Вычесть дробные части.

    • Для этого нужно привести дроби к общему знаменателю. НОК(4, 3) = 12.
    • $\frac{1}{4} = \frac{1 \times 3}{4 \times 3} = \frac{3}{12}$
    • $\frac{1}{3} = \frac{1 \times 4}{3 \times 4} = \frac{4}{12}$
    • Теперь вычитаем: $\frac{3}{12} - \frac{4}{12} = \frac{3 - 4}{12} = \frac{-1}{12}$
  5. Объединить результаты целых и дробных частей.

    • $1 + (-\frac{1}{12}) = 1 - \frac{1}{12}$
  6. Выполнить окончательное вычитание.

    • $1 - \frac{1}{12} = \frac{12}{12} - \frac{1}{12} = \frac{11}{12}$
  7. Применить знак, учитывая исходное выражение.

    • Поскольку мы вычисляли $-(6\frac{1}{4} - 5\frac{1}{3})$, окончательный ответ будет $-\frac{11}{12}$.

Эффективность:
* Преимущества: Этот метод часто позволяет работать с меньшими числами, особенно если дробные части не требуют "заимствования". Он может быть более интуитивным для тех, кто хорошо понимает концепцию смешанных чисел.
* Недостатки:
* В случае, когда дробная часть уменьшаемого меньше дробной части вычитаемого (например, $5\frac{1}{4} - 2\frac{3}{4}$), требуется дополнительный шаг "заимствования" из целой части, что может усложнить процесс. Например, $5\frac{1}{4} - 2\frac{3}{4} = (5-2) + (\frac{1}{4} - \frac{3}{4}) = 3 + (-\frac{2}{4})$. Чтобы получить положительную дробь, нужно "занять" 1 у целой части: $2 + (1 - \frac{2}{4}) = 2 + (\frac{4}{4} - \frac{2}{4}) = 2 + \frac{2}{4} = 2\frac{1}{2}$.
* В нашем конкретном примере ($5\frac{1}{3} - 6\frac{1}{4}$), где первое число меньше второго, этот метод требует дополнительного шага перестановки и применения отрицательного знака, что может запутать.

Сравнение эффективности

Критерий Метод 1: Преобразование в неправильные дроби Метод 2: Вычитание целых и дробных частей
Универсальность Высокая (работает всегда) Средняя (требует внимания к "заимствованию" и порядку чисел)
Сложность чисел Может привести к большим числителям Обычно работает с меньшими числами (кроме общего знаменателя)
Вероятность ошибок Выше при больших числах Выше при необходимости "заимствования" или при отрицательном результате
Интуитивность Прямолинейный, но менее "наглядный" Более наглядный, если нет "заимствования"
Применимость к задаче $5\frac{1}{3} - 6\frac{1}{4}$ Очень хорошо подходит, так как результат отрицательный Требует дополнительного шага смены порядка вычитания и применения знака минус

Вывод:

Для задачи $5\frac{1}{3} - 6\frac{1}{4}$, где уменьшаемое меньше вычитаемого, Метод 1 (преобразование в неправильные дроби) является более эффективным и менее подверженным ошибкам. Он позволяет сразу получить отрицательный результат без дополнительных манипуляций со знаками или "заимствованием".

Метод 2 более удобен, когда уменьшаемое больше вычитаемого, и дробная часть уменьшаемого больше или равна дробной части вычитаемого (например, $7\frac{2}{3} - 3\frac{1}{3}$). В противном случае, он требует дополнительных шагов, которые могут усложнить решение.

thinking img
progress gif

Текст скопирован
Готово
Ошибка
×