分数转换为二进制可以通过以下两种方法实现,具体步骤如下:
一、分数转换为二进制整数部分(以 $frac{a}{b}$ 为例)
整数部分转换 使用短除法将分子 $a$ 除以分母 $b$,记录每次的余数,直到商为0。将余数从下到上排列,得到二进制整数部分。
小数部分转换(若存在)
- 将分子乘以2,取整数部分作为当前位,余数作为下一次迭代的分子。
- 重复上述过程,直到小数部分为0或出现循环。
二、分数转换为二进制小数部分(以 $frac{a}{b}$ 为例)
直接转换法
- 将分子 $a$ 转换为二进制(如13/128)。
- 将分母 $b$ 表示为2的幂次之和(如128=2^7)。
- 将分子按权展开为二进制小数形式(如 $frac{13}{128} = 2^{-4} + 2^{-5} + 2^{-7}$)。
乘2取整法
- 将分数乘以2,取整数部分作为当前位,余数作为下一次迭代的分子。
- 重复上述过程,直到小数部分为0或出现循环。
示例说明
13/128 转换为二进制:
整数部分: 13 ÷ 128 = 0(整数部分为0)。 小数部分
$13 times 2 = 26$ → 取整0,余数26;
$26 times 2 = 52$ → 取整0,余数52;
$52 times 2 = 104$ → 取整1,余数4;
$4 times 2 = 8$ → 取整1,余数0;
$8 times 2 = 16$ → 取整1,余数0;
$16 times 2 = 32$ → 取整1,余数0;
$32 times 2 = 64$ → 取整1,余数0;
$64 times 2 = 128$ → 取整1,余数0;
继续乘2,发现循环节为01,最终结果为0.0001101。
15/32 转换为二进制:
分子15 = $2^3 + 2^2 + 2^1 + 2^0$,分母32 = $2^5$
转换为二进制小数:
$$frac{15}{32} = 2^{-2} + 2^{-3} + 2^{-4} + 2^{-5} = 0.01111$$。
注意事项
若分母不是2的幂次,需通过补码或分数拆分法处理。
乘2取整法可能产生无限循环(如0.32),需结合其他方法。
通过上述方法,可将分数准确转换为二进制形式。