小数:把十进制继续写到个位右边
上一章,我们已经能用分数表示不完整的单位,也能解释分数的加减乘除。这次不换一套数,而是换一种常见的记录方式。
三支铅笔共七元五角,可以写成 721 元,也可以写成 7.50 元。一根木条长两米三十五厘米,以米为单位就是 2.35 米。十分之一、百分之一、千分之一,都能借用整数熟悉的位值,排进小数点右边。
我希望这一章能帮你摆脱“看到小数点就先想往哪儿移”的紧张。我们先问每一位代表什么,再看加减为什么对齐、乘法怎样放回小数点、除法为什么同步缩放。最后才讨论近似值:什么时候可以舍入,舍入又改变了什么。
第一次读,先把位值、比较与四则运算学稳。循环小数、有效数字和舍入边界可以放在第二遍,不必让选读部分打断主要路线。
个位右边,还有一整片数位
在 4327 里,四在千位,表示四个千;三在百位,表示三个百。数字告诉我们有几个,位置告诉我们几个什么。
沿同一张数位表继续向右,每一位的计数单位都是左边一位的十分之一:
…,1000,100,10,1,101,1001,10001
小数点位于个位与十分位之间,它本身不占一个数位。
因此
12.305=1×10+2×1+3×101
也就是 10+2+0.3+0.005。这种展开式能让每个数字的值显出来。我拿不准某个零是否能删时,会先这样拆一次。
十个小单位,合成左边一个大单位
把一米纸带十等分,每段 0.1 米;再把其中一段十等分,每小段 0.01 米。
1=10×0.1,0.1=10×0.01,0.01=10×0.001.
向左看,是十个小单位合成一个大单位;向右看,是把一个单位拆细。整数里的进位与借位,在小数这里仍然成立。
这里变化的是计数单位,纸带的总长度没有变。同一个数 5.208 可以说成 5208 个千分之一,也等于 520.8 个百分之一。后面的说法日常不常用,却提醒我们:计数单位越小,表示同一个量需要的单位数就越大。

用纸带、面积块或立方体表示小数时,先找哪一个完整对象代表单位一。不同模型中的一个小块,不一定代表同一个分数,不能跳过整体直接比较块数。
零在保护后面的数位
12.305 的百分位是零,却不能删成 12.35,因为五会从千分位进入百分位。
12.305=12.35,0.04=0.4.
四个百分之一与四个十分之一不同,后者是前者的十倍。小于一的小数,小数点前通常也写零,例如 0.7,方便读清位置,不容易漏掉小数点。
判断零能不能删,先问删掉后其他数字会不会换位。4.007 的中间零不能删;4.700 小数部分末尾的零,在只讨论数值时可以删。规定了记录格式时,还要满足相应的位数要求。
从文字写回小数
6.025 读作“六点零二五”,也可按分数意义说“六又千分之二十五”。小数点右边逐位读,不能把后面几个数字当成没有位值的整数。
“二十三又万分之四十二”是
23+1000042=23.0042,
不是 23.42。虽然 0.42 是 0.0042 的一百倍,但整个 23.42 并不是整个 23.0042 的一百倍,因为整数部分没有同比放大。
例题:把末位安放到正确位置
把“八又五千零六个十万分之一”写成小数。
分数部分为 1000005006,按五位小数安排,缺位补零。
得到 :五在百分位,六在十万分位,其他所需位置用零占住。
使用数位板前,可以先用 0.06 预测:六应在百分位;乘十得到 0.6,除十得到 0.006。把自己的判断与演示对照,才不只是跟着屏幕记动作。
数轴上的小数,与写在末尾的零
把零到一十等分,0.3 位于第三个小间隔的末端。再把 0.3 到 0.4 十等分,0.37 就是从 0.3 向右第七个小间隔的末端。小数仍是数轴上的位置。
有固定显示刻度,不代表数之间没有别的数
0.3 与 0.4 的平均数为 0.35,严格在两者之间。再取 0.3 与 0.35 的平均数,得到 0.325,还可以继续。
两个不同的有限小数取平均,仍能得到夹在中间的有限小数。因此允许任意位数时,0.3 没有一个紧接着的“下一个有限小数”:在 0.3 与 0.31 之间还有 0.305,再往里面还能细分。
但只显示一位小数的仪表,相邻显示刻度可以是 0.3 和 0.4。数轴上的数,与设备允许显示的刻度,不是同一回事。
非负小数,从最高位开始比较
比较 3.09 与 3.1,可以补成 3.09 与 3.10。整数部分相同,十分位零小于一,所以
3.09<3.10=3.1.
找到第一对不同的数字,就可以决定大小。0.7281 虽然位数多,仍小于 0.8;比较的是位值,不是字符多少。
为什么末尾添零不改变数值
0.6=106=10060=0.60=0.600.
把同一个数写到更细的刻度,不移动数轴上的位置。因此
0.305=0.3050<0.35.
补成四位小数后,比较 0.3050 与 0.3500,百分位的差异就很清楚。
纯计算里 2.30=2.3。在有明确规则的测量记录里,末尾零有时用于表达记录位数,但多打一个零不会提高测量本身的准确性。后面讨论近似时,我们会再区分这两件事。
负小数仍然看谁更靠右
1.2>1.05,取相反数后顺序反转:
−1.2<−1.05.
两个负数中,绝对值大的更靠左,数值更小。一正一负时,先看符号,不必逐位比较绝对值。
小数与分数,怎样精确地互换
有限小数先按位值写成分数
0.375=1000375=83,
2.04=100204=2551=2
小数点后几位,就先使用十的相应次幂作分母,再约分。负号保持在整体前,例如 −0.375=−83。
所以有限小数都是有理数。但不能把这句话扩大为“所有小数都是有理数”:无限且不最终循环的小数表示无理数。
分数化小数,是做分子除以分母
87=0.875,413=3.25.
以十三除以四为例,先得到整数商三、余一。把余下的一个一换成十个十分之一,再继续分,最后得到小数部分 0.25。
长除法里“给余数添零”,是在换成更细一级的计数单位,不是给原总量额外添东西。
为什么有些结果终止,有些循环
先约成最简、把分母取正。分母为一时,商为整数;分母的质因数只含二和五时,可以扩成分母为十的幂,得到有限小数。
407=1000175=0.175.
因为 40=23×5,补两个因子五,就成为 1000=23×53。反过来,有限小数写成分母为 的分数,约分后的分母不会出现二、五以外的质因数。
如果最简正分母含其他质因数,标准长除法不会终止。除以正整数 b 时,非零余数只有 1,2,…,b−1 这些可能。一直计算,就会重复某个余数,之后的步骤和商的数字也重复。
32=0.6,6
横线要盖住完整循环节。六分之一先出现一个不循环的数字一,之后六持续重复,仍是循环小数。
判断前一定约分:156=52=0.4,不能只看到原分母含三就断言不终止。最简分母为一的整数情形,也别遗漏。
例题:先判断,再计算
判断 2413 与 7521 哪个能有限写完。
前者已经最简,24=23×3 含因子三,标准长除法会循环。
后者先约为 ,最简分母只含五,可以扩成分母一百。
选读:无限写法与数值,要再分清一次
有限小数可以补无限个零,例如 0.25=0.25000…。某些数还有另一种无限九的写法:
1=0.999…,0.35=0.34999….
每个有限截断 0.9、0.99、0.999 都小于一,分别相差十分之一、百分之一、千分之一。无限展开表示这些截断不断逼近的那个实数,而不是某个在最后一位停下的小数。
若认为无限九与一之间仍有正的差,那么总能取足够多位,使有限截断与一的差已经比这个正差更小,这与所谓固定正差不相容。因此无限九对应的数就是一。
本章说“长除法终止或循环”,默认出现余数零就终止的标准写法。不要仅凭眼前写了无限位,就认定这个数不可能另有有限写法。这里可以先了解,往后学习极限再深入。
乘除十的幂:数字怎样换数位
把 3.47 拆开,再乘十:
3.47×10=(3×1+4×0.1+7×0.01)×10=34.7.
个位的三进入十位,十分位的四进入个位。保持小数点是个位与十分位分界的约定,书写上就像小数点向右移一位。
正整数 n 的情况下,乘 10n 让各数字提高 n 个数位,除以 10n 则降低 n 个数位。空位用零补足:
0.052×1000=52,37÷10000=0.0037.
我会顺手反查:五十二除以一千,是否回到 0.052?对正数而言,乘大于一的数会增大,除以它会减小;零不变。负数要分清数值大小与绝对值大小,不能照搬正数的说法。
换算单位也有相同结构:
2.35 米=235 厘米,4680 克=4.68 千克.
原来的长度、质量没有改变,改变的是计量单位与对应的数字。
加减法:让相同位值站在同一列
12.3+0.45 不能按最后一个数字对齐,十分位与百分位不是同一单位。先把 12.3 写成 12.30:
12.30+10.4512.75
小数点对齐,个位、十分位、百分位就各自对齐。补零没有改变数值,只是把空位显示出来。
减法同理:10.0−3.8=6.2。从个位重新分出一个一,在十分位就是十个十分之一,仍是整数学习过的借位。
小数点对齐,是通分思想的延续
2.7+0.36=100270+10036=
把 2.7 写成 2.70,就是换用百分之一。竖式对齐,帮助我们只合并同一种计数单位。
多个数相加也一样。4.2+0.038+15 按 4.200+0.038+15.000 对齐,得到 19.238。补零不一定每次全写,但每个数字属于哪一列必须清楚。
带负号时先判断方向,再算绝对值:
−2.4+0.75=−(2.40−0.75)=−1.65.
符号规律与位值对齐,各自在处理不同问题。

例题:一步步处理借位
计算 6.07−2.135。
先写成 6.070−2.135,把千分位对齐。
千分位零不够减五,向百分位借一个百分之一。百分位七变六,千分位成为十,写下 10−5=5。
若被减数是 6.000,就要跨过中间的零。可以先把六改写为五个一、九个十分之一、九个百分之一和十个千分之一,再逐列相减,得到 6.000−2.135=3.865。重新分组前后,总量始终是六。
乘法:小数点的位置来自分母的乘积
0.3×0.04=103×1004=
一位小数对应十分之一,两位小数对应百分之一。相乘后分母为一千,所以先按整数算出十二,再放回三位小数。
这就是合计两个因数小数位数的原因。2.35×0.4 先算 235×4=940,合计三位小数,写成 0.940=0.94。
“三位”用于恢复整数乘积的尺度,不表示最终答案永远必须保留三位。末尾零可按题目的记录要求保留或删去。
用分配律核对部分积
2.35×1.4=2.35×(1+0.4)=2.35+0.94=3.29.
整数竖式得到 235×14=3290,放回合计三位小数,就是 3.290=3.29。两条路线互相一致。
整数积位数不够,也要补齐小数占位:
0.03×0.002=0.00006.
这里先算三乘二得六,再按五位小数安放位置。漏一个零,数就会扩大十倍。
看缩放方向,帮助检查小数点
一个正数乘 0.4,只取原量的十分之四,结果应更小。算 8.2×0.7,答案 5.74 合理,57.4 就不符合方向检查。
有负因数时,先按整数规则决定符号,再算绝对值;有零因数时,乘积为零。不能为了判断大小,把负号或零的条件丢掉。
例题:单价乘数量
苹果每千克 6.40 元,买 1.75 千克,无其他费用,本题按元保留两位小数。
总价算 6.40×1.75。用稍大的 1.8 千克上估,得到 6.4×1.8=11.52 元,实际应略低。
除法:两边同步缩放,商才不变
1.44÷0.12 问的是 1.44 中含多少个 0.12。把两个数同时乘一百,商不变:
0.121.44=0.12×1001.44×100=
这是分数基本性质与商不变性质的应用。不是只把除数的小数点移开,被除数必须做同样的缩放。

例如
4.2÷0.035=4200÷35=120.
除数乘一千成为整数,被除数也乘一千。先把 4.2 看成 4.200,会更容易核对同步移动的位数。
同一个算式,可以有不同的数量解释
6÷0.5=12,可以是在问六米绳子按每段半米剪,忽略损耗后有多少段,也可以问六升是原量的一半,原量是多少升。
前者求份数,后者反求整体。数值计算相同,答案的单位与角色不同。除法不是一律让数变小:正数除以小于一的正数会增大,除以大于一的正数会减小。
小数除法也不能除以零,包括 0.00。把除数变成整数只是方便计算,不能使本来没有定义的除法变得有定义。零除以非零数等于零;负数的大小关系则要连同符号判断。
例题:商小于一时,个位先写零
计算 3.24÷7.2。
两数同乘十,得到 32.4÷72。被除数小于除数,商的个位先写零。
32.4 是三百二十四个十分之一。每份先得四个十分之一,余下三十六个十分之一。
除数成为整数后,竖式商的小数点与改写后被除数的小数点对齐。末尾还有余数,可以继续添零,把余量换到更小数位再分。
除不尽,先判断要什么样的答案
精确值可以写成
1÷3=31=0.3.
0.33 只是保留两位小数的近似值,不能擅自用等号把它当作完整商。
求 2÷7 保留三位小数,至少算到第四位,再按规则舍入:
72=0.285714…≈0.286.
这是直接对精确商作最后报告。如果这个商还要继续参与运算,不要把已经舍入的显示值当作精确输入。
混合运算:小数点不改变谁先谁后
先分组内部,再乘方,再同级乘除从左到右,最后同级加减从左到右。括号里面也遵守这些层级。
12.5−2.4×3=5.3,
(12.5−2.4)×3=30.3.
相同数字,括号改变了乘法作用的整体,就会得到不同结果。
简算仍然依靠运算律
3.75+6.28+2.25=(3.75+2.25)+6.28=12.28,
4.8×9.9=4.8×(10−0.1)=48−0.48=47.52.
前一式交换与分组,后一式使用分配律。不能为了凑整,悄悄改掉原来的数。
连续除法也不能乱加括号:
12÷0.4÷5=6,
而 12÷(0.4÷5)=150。要改写成乘倒数,必须让每个倒数对应原来准确的除数,再谈交换和约分。
例题:订单中的加、乘、减
材料每米 8.40 元,两段分别长 2.75 米与 1.25 米。只对材料总价减免 5.60 元,无其他费用,金额按元保留两位小数。
优惠前总价为 8.40×4=33.60 元。
完整算式是 8.40×(2.75+1.25)−5.60=28.00。米与米先相加,元每米乘米得到元,最后再减元。不能把优惠金额直接从长度里减去。
计算器不会替我们读题
0.48×2.5=1.2,但误输入 48×2.5,计算器会给出另一个问题的答案一百二十。先估成 0.5×2.5=1.25,就能发现数量级不对。
我会让估算检查范围,让手算或计算器完成所需精度的运算,再用逆运算核对。中间能保留精确分数就保留,最后报告时再舍入,而不是看到屏幕上很多位数字就认定全部可信。
四舍五入:先定刻度,再处理正中间
保留两位小数,目标刻度是百分之一;保留一位小数,目标刻度是十分之一。先说保留到哪一位,才能讨论舍入。
本课程这里约定:取最近的目标刻度;恰好在中点时,取绝对值较大的那一端。 对非负数,就是通常的下一位小于五舍去、大于等于五进一。对负数,先处理绝对值,再添回负号。题目另有明确规则时,按它的规则计算。
7.846≈7.85,7.843≈7.84
都是保留两位小数。相邻百分位刻度相差 0.01,中点距离为 0.005,所以用五判断落在中点哪一边。但恰在中点时,两边同样近,选择哪一边确实需要约定。
进位可能一路传到整数部分
9.996≈10.00.
保留两位小数,千分位六使百分位进一,再引发连续进位。只写十虽然数值相等,却没展示题目要求保留的两位小数。
负数的中点怎样处理
按本章约定,保留一位小数:
−3.65≈−3.7,−3.64≈−3.6.
负三点六五到负三点六、负三点七一样远,按约定选绝对值更大的后一端。不是遇到负数也机械地向右加十分之一。
近似数不能倒推唯一原数
保留一位小数得到 3.7 的原数,满足
3.65≤x<3.75.
左端舍入到三点七,右端会到三点八。对应结果负三点七时,则为
−3.75<x≤−3.65.
端点哪边包含,要按同一舍入规则检查,不是机械复制正数区间。还不熟悉不等式时,可以先把两个边界代入试一次。
保留两位小数得到 3.70 的原数,满足 3.695≤x<3.705。这些范围针对舍入前的数值,不是说任何测量报告只要写三点七零,就能保证真实量在这个范围里。
舍入误差,不等于测量中的全部误差
对一个确定数值取最近刻度,刻度间隔为 u,舍入造成的绝对差不超过 u/2。到十分位,上界是 0.05;到百分位,上界是 0.005。
但假如尺子的起点没有对准,测量就可能先产生另一种偏差。把这个读数再保留两位,并不会消掉原来的偏差。因而“舍入前后差多少”与“读数距离真实长度多远”,是两个问题,不能只凭小数位数把它们混成一个。
选读:小数位与有效数字
保留两位小数,固定留下小数点后两位;保留两位有效数字,从第一个非零数字开始数两位,再舍入。
0.004786≈0.00(两位小数),
0.004786≈0.0048(两位有效数字).
3876 保留两位有效数字可写 3.9×103,明确是三与九两位。只写 3900 时,末尾零表达了多少有效数字信息,还需要记录约定。
按照通常有效数字记法,2.30 展示三个有效数字,2.3 展示两个,但纯数值相等。多写末尾零不会让原数据自动更准确;采用什么格式,要与数据来源和题目要求相配。
为什么不应反复舍入
直接把 2.449 保留一位小数,得到 2.4。若先保留两位,得到 2.45,再保留一位,则变为 2.5。
第一次舍入把原本低于中点的数推到了中点,第二次舍入便朝另一端走了。两次各自遵守规则,也不保证最终等于直接舍入。
尽量从精确结果直接舍入到最终位数。中间多保留一两位常有帮助,却不是任何计算都保证够用;后续运算可能放大误差。不要把“我多留了两位”当成严格误差检查的替代。
估算:合理范围比长串数字更早给出提醒
19.8×3.06≈20×3=60.
精确值为 60.588,与估算一致;若算成 605.88,小数点就值得检查。这里一个因数上估、一个下估,六十是粗略估计,不能直接叫作保证的上界或下界。
48.2÷0.61 可以估成 48÷0.6=80,结果不可能只有 0.79。但“接近八十”不代替指定精度的计算。
我判断预算肯定够不够时,会选有保证的界。三件商品每件都低于十六元,总价便低于四十八元,五十元一定够;随意把价格四舍五入,未必能在预算边界附近作出可靠结论。
估算检查范围,精算确定数值,舍入按要求报告。三件事互相配合,不是同一种动作。
单位把小数接回真实数量
三元四角五分可以写 3.45 元。长度与质量也常使用十的幂换算:
1 千米=1000 米,1 米=100 厘米,1 千克=1000 克.
相加前仍要统一单位:
3.6 千米+450 米=3.6 千米+0.45 千米=4.05 千米.
小数十进制,单位换算却不一定如此
一分等于六十秒,所以
1 分 45 秒=(1+6045) 分=1.75 分.
它不是 1.45 分,后者等于一分二十七秒。角度的一度等于六十角分;角分是角度单位,不是时间里的分钟,也要连同所测量的量读清楚。
面积要让两个方向都换单位
一米与一百厘米是同一段长度,没有真的把边拉长。同一个边长一米的正方形,面积为
1 平方米=(100 厘米)2=10000 平方厘米.
面积数值的换算倍率是长度倍率的平方,不能只乘一百。第十章用单位小方格量面积时,会再次遇到这件事。
例题:购物与找零
大米每千克 5.80 元,买 2.35 千克;另买 4.60 元调味品。无其他费用,付二十元,本题按元保留两位小数。
大米价格 5.80×2.35=13.63 元。
合计 13.63+4.60 元。
例题:速度的两个单位都要换
把七十二千米每小时换成米每秒。七十二千米为七万二千米,一小时为三千六百秒,因此
72km/h=360072000m/s=20m/s.
同一个速度只是换了单位,不是突然减速了。
换算因子可以帮我们检查方向
2.4km×1km1000m=2400m.
分子分母是相等的长度,所以带单位的比等于一。不是说纯数一千等于一,而是一千米等于一千米。
反向的速度换算可写
5.4sm×1000m1
米与秒分别约去,留下目标单位。单价里的“每”也如此:元每千克乘千克得到元,千米每小时乘小时得到千米。
单位检查能发现不少问题,但单位碰巧对了,也不证明全部数量关系正确,最后仍要读回原题。
练习:先写第一步,再展开答案
1. 位值与展开式
40.0705 中,七与五各在哪一位,表示多少?
七在百分位,表示 0.07;五在万分位,表示 0.0005。展开式为 4×10+7×1001。中间的零在保持位置。
2. 比较与末尾零
将 0.56,0.506,0.5600,0.065 从小到大排列。
从高位比较,得 0.065<0.506<0.56=0.5600。最后两个仅差小数末尾零,数值相等。
3. 分数与小数
把 0.1875 写成最简分数,判断 3011 能否有限写完。
0.1875=100001875=163。 已最简,分母含因子三,标准十进制长除法会出现不终止的循环。
4. 十的幂
计算 0.0047×10000 与 83.2÷1000。
结果分别为 47 与 0.0832。前者数字提高四个数位,后者降低三个数位。用反向运算可以恢复原数。
5. 四则运算
计算 7.04−2.875、0.06×0.35、4.2÷0.035。
分别为 4.165、0.021、120。减法先补成 7.040;乘法先算 6×35=210,放回四位小数;除法让两数同步乘一千。
6. 近似值与原数范围
按本章规则,把 38.795 保留两位小数。一个数保留整数得十二,原数可以在什么范围?
第一问得 38.80,末尾零保留以展示两位小数。第二问为 11.5≤x<12.5,中点处理使用本章约定。
7. 时间与长度
2.75 米绳子剪去八十五厘米,剩多少米?二分二十四秒合多少分钟?
八十五厘米等于 0.85 米,剩 1.90 米;二十四秒为 0.4 分,所以时长为 2.4 分,不是 2.24 分。
8. 总量检查
八瓶果汁,每瓶 0.75 升,无损耗地平均分入十二个容量足够的杯子,每杯多少升、多少毫升?
总量六升,每杯半升,即五百毫升。十二杯共六千毫升,等于原来的六升,总量一致。
9. 负数舍入
将 −3.65 保留一位小数,哪些原数会舍入成 −3.7?
按本章中点取绝对值较大端的约定,结果为 −3.7。对应原数范围 −3.75<x≤−3.65,左端会到负三点八,右端会到负三点七。
10. 连续舍入与记录位数
2.449 先保留两位再保留一位,与直接保留一位相同吗?把记录 2.3 改写为 2.30,会自动提高测量准确性吗?
不相同,前一种得到 2.45 再到 2.5,直接舍入得到 2.4。补零也不会提高测量准确性,它只是改变写法,在有记录约定时表达相应位数信息。数字舍入与原测量是否准确,需要分别检查。
下一章:百分之一,为什么值得单独拿出来
小数运算没有离开整数与分数:占位零保护位值,加减对齐共同单位,乘法的尺度来自十的幂相乘,除法的同步缩放保持商不变。
订正时,我建议留下一个具体原因,比如“把百分位看成十分位”“只放大了除数”“把分钟按一百分换算”。这些话告诉我们下次该检查哪里;只写粗心,反而没给下一次留下办法。
接下来,我们把百分之一单独拿出来:
0.01=1001=1%.
0.2 可以写成 20%,数值不变,表达的重点却转向相对某个标准占了多少。下一章最先要问的不是小数点移几位,而是:这里完整的百分之百指谁? 分数里学过的单位一,会继续帮助我们读懂百分数。