分数の大小

 投稿者:山中和義  投稿日:2015年 4月13日(月)15時01分32秒
  問題
分数 23/67 と 33/97 の大小を判定せよ。

答え
3倍した値で考えると、
3×(23/67)=69/67=1+2/67
3×(33/97)=99/97=1+2/97
2/67>2/97なので、23/67>33/97
(終わり)

LET A=23 !a/b
LET B=67
LET K=3
PRINT INT(A*K/B);"+";MOD(A*K,B);"/";B
LET A=33 !a/b
LET B=97
LET K=3
PRINT INT(A*K/B);"+";MOD(A*K,B);"/";B
END


別解
23/67-33/97を計算する。分母を通分すると、分子は23×97-33×67である。
面積図
 ┌─┐
30│あ│
 ├─┼─┐
67│ │い│
 └─┴─┘
  23 10
より、分子の値は、
あ-い=23×30-10×67=690-670=20>0なので、23/67>33/97
(終わり)

OPTION ARITHMETIC RATIONAL
PRINT 23/67-33/97
END


別解
23/67-33/97を計算する。分母を通分すると、分子は行列式
| 23 33 |=| 23 10 |=23×30-10×67=690-670=20>0
| 67 97 | | 67 30 |
なので、23/67>33/97
(終わり)

DATA 23,33
DATA 67,97
DIM A(2,2)
MAT READ A
PRINT DET(A)
END


別解
XY平面上の点O(0,0)、点A(67,23)、点B(97,33)を考える。
線分ABの傾きは、(33-23)/(97-67)=10/30=1/3
線分OAの傾きは、23/67>23/69=1/3
よって、23/67>33/97
(終わり)
0<A<C、0<B<Dのとき、A/B>(C-A)/(D-B)なら、A(D-B)>B(C-A) ∴AD-BC>0
これは、A/B-C/D=(AD-BC)/(BD)>0を表すので、A/B>C/Dとなる。
また、A/B<(C-A)/(D-B)なら、A/B<C/Dとなる。



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類題
分数 40/59 と 44/67 の大小を判定せよ。

答え
2倍した値で考える。
2×(40/59)=80/59=1+21/59
2×(44/67)=88/67=1+21/67
21/59>21/67なので、40/59>44/67
(終わり)

答え
40/59-44/67を計算する。分母を通分すると、分子は行列式
| 40 44 |=| 40 4 |=| 40 4 |=(40-19)×4=84>0
| 59 67 | | 59 8 | | 19 4 |
なので、40/59>44/67

面積図
 ┌─┐
4 │あ│
 ├─┤
4 │う│
 ├─┼─┐
 │ │う│40
59│ ├─┤
 │ │い│19
 └─┴─┘
  40  4
(終わり)

答え
40/59>(44-40)/(67-59)=4/8=40/80より、40/59>44/67
(終わり)



 

Re: 分数の大小

 投稿者:山中和義  投稿日:2015年 4月17日(金)14時45分19秒
  この場合、どれが計算しやすいだろうか。


類題
分数 33/53 と 38/61 の大小を判定せよ。

答え 小数点による
33/53=0.62264…
38/61=0.62295…
なので、33/53<38/61
(終り)

答え 1との大小
(33/53)÷(38/61)=(33×61)/(53×38)=2013/2014<1
なので、33/53<38/61
(終わり)

答え k倍
53倍の値を考える。
53×(33/53) = 33
53×(38/61) = 2014/61 = (2013+1)/61 = (3×11×61+1)/61 = 33+1/61
または
61倍の値を考える。
61×(33/53) = (60+1)×33/53 = 2013/53 = (2014-1)/53 = (2×19×53-1)/53 = 38-1/53
61×(38/61) = 38
なので、33/53<38/61
(終り)

答え ad-bcの正負
33/53-38/61を計算する。分母を通分すると、分子は行列式
  | 33 38 |
  | 53 61 |
= | 33 38-1×33 |=| 33 5 |
  | 53 61-1×53 | | 53 8 |
= | 33-6×5 5 |=| 3 5 |=3×8-5×5=-1<0
  | 53-6×8 8 | | 5 8 |
さらに続けて、
= | 3 5-1×3 |=| 3 2 |
  | 5 8-1×5 | | 5 3 |
= | 3-1×2 2 |=| 1 2 |
  | 5-1×3 3 | | 2 3 |
= | 1 2-1×1 |=| 1 1 |
  | 2 3-1×2 | | 2 1 |
= | 1-1×1 1 |=| 0 1 |
  | 2-1×1 1 | | 1 1 |
なので、33/53<38/61
(終り)

答え
(38-33)/(61-53)=5/8=(5×33)/(8×33)=(5×33)/264
33/53=(33×5)/(53×5)=(33×5)/265
または
(38-33)/(61-53)=5/8=(5×53)/(8×53)=265/(8×53)
33/53=(33×8)/(53×8)=264/(53×8)
なので、33/53<38/61
(終り)
 

Re: 分数の大小

 投稿者:山中和義  投稿日:2015年 4月19日(日)11時08分45秒
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問題
次の分数式が成立するとき、□に入る整数を求めなさい。
7/9<15/□<6/7

答え
分子を通分すると、((15/7)×7)/((15/7)×9)<15/□<((15/6)×6)/((15/6)×7)
∴15/(15×9/7))<15/□<15/(15×7/6)
∴15/19.28…<15/□<15/17.5
∴17.5<□<19.28…
よって、□は18,19である。
(終り)

LET A=7 !a/b
LET B=9
LET C=6 !c/d
LET D=7
LET X=15 !x/□
FOR Y=INT(X*D/C)+1 TO X*B/A
   PRINT Y
NEXT Y
END


 

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