【質問】数学(整数):小数を n進数で表す筆算

〔質問〕
小数(10進数)を2進数で表すときの筆算について、解答となる部分を 0 として計算を進めるのはなぜですか
〔回答〕
一言で言うと「判明した箇所を取り除いて、残りの部分を計算していくため」です

 

詳細

例えば、0.567という10進数を2進数で表す場合、最後の答えが、0.abcd…(2) のように記述されるとします(それぞれの位の数は、0 か 1 )
このとき、小数以下は前から順に、「2-1(=1/2)の位」「2-2(=1/22)の位」「2-3(=1/23)の位」… となっていて、
\[0.567= \frac{a}{ 2^{1} } + \frac{b}{ 2^{2} } + \frac{c}{ 2^{3} } + \frac{d}{ 2^{4} } + . . . \]
というような関係が成り立ちます。
(そもそも、こういうものとして2進数を定義している)
 
ここから、a, b, c, d を導き出していきたいわけですが、まず、全体的に2倍してみると、
\[1.134= a + \frac{b}{ 2^{1} } + \frac{c}{ 2^{2} } + \frac{d}{ 2^{3} } + . . . \]
となります。全体的に「繰り上げているようなイメージ」です。

で、a は 0 か 1 なので、a=1 として定めてもらったらいいわけです。
(正確には「b 以降の部分の合計が1に満たないため、左辺の整数部分=a となる」)
 
そして、a=1 というのをこの式から取り除くということをしてください。
(ここが質問者のよくわからなかったところだと思います)

つまり、先ほどの
\[1.134= a + \frac{b}{ 2^{1} } + \frac{c}{ 2^{2} } + \frac{d}{ 2^{3} } + . . . \]
の左辺から「1」、右辺から「a(=1)」を除けば、
\[0.134= \frac{b}{ 2^{1} } + \frac{c}{ 2^{2} } + \frac{d}{ 2^{3} } + . . . \]
となります。その後、「全体的に2をかけて、繰り上げていく」という作業を繰り返していけば、b, c, d, … と順番に定めていくことができる、という仕組みです。

というわけで、2進数を求める筆算をする場合、「判明した箇所を取り除いて、残りの部分を計算するため」に、小数部分だけで計算を進めていくのです。

※ 2進数以外の場合でも同様です。n をかけながら、整数部分を取り除いていってください
 

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