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Rationale Zahlen

Warum bricht 3/8 nach drei Stellen ab, während sich bei 1/7 die Ziffern endlos wiederholen?

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Vom Bruch zur Dezimalzahl

Jeder Bruch lässt sich durch schriftliches Dividieren in eine Dezimalzahl verwandeln. Dabei gibt es nur zwei Möglichkeiten.

  • Rationale Zahl:jede Zahl, die sich als Bruch \(\frac pq\) schreiben lässt (\(p\) ganz, \(q\) natürlich, \(q\neq 0\)); Zeichen \(\mathbb Q\).
  • Abbrechend:\(\frac38=0{,}375\) — irgendwann bleibt der Rest \(0\).
  • Periodisch:\(\frac17=0{,}\overline{142857}\) — ein Rest kommt wieder, die Ziffern darunter heißen Periode.
  • Gemischt periodisch:\(\frac5{12}=0{,}41\overline{6}\) — erst einige Ziffern, dann die Periode.

Starte mit ▶ oder gehe mit „Ein Schritt“ voran. Rechts leuchtet jeder Rest auf dem Reste-Kreis auf — achte darauf, wann ein Rest zum zweiten Mal kommt.

Schriftlich dividieren

Halte fest: Beim Teilen durch \(q\) gibt es nur die Reste \(0\) bis \(q-1\). Spätestens nach \(q\) Schritten wiederholt sich ein Rest — ab dann wiederholen sich auch die Ziffern.

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Von der Dezimalzahl zum Bruch

Umgekehrt lässt sich jede abbrechende oder periodische Dezimalzahl als Bruch schreiben.

  • Abbrechend:\(0{,}375=\frac{375}{1000}=\frac38\) — Nenner ist eine Zehnerpotenz, dann kürzen.

Herleitung:

\(x=0{,}\overline{36}\)
| · \(100\)
Die Periode hat zwei Stellen, deshalb mit \(100\) multiplizieren.
\(100x=36{,}\overline{36}\)
| \(-\,x\)
Hinter dem Komma stehen jetzt dieselben Ziffern wie bei \(x\).
\(99x=36\)
| : \(99\)
Die unendlich vielen Nachkommastellen fallen weg.
\(x=\frac{36}{99}=\frac4{11}\)
Ergebnis
Kürzen mit \(9\) — fertig ist der Bruch.
Merke

Rationale Zahlen: \(x\in\mathbb Q\;\Longleftrightarrow\;\) Dezimaldarstellung abbrechend oder periodisch

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Allgemeine Hinweise

Der Rechner rundet

Die Anzeige \(0{,}6666666667\) für \(\frac23\) bricht nur scheinbar ab. Richtig ist \(\frac23=0{,}\overline{6}\).

Nenner verrät es vorher

Hat der gekürzte Nenner nur die Primfaktoren \(2\) und \(5\), bricht die Dezimalzahl ab: \(\frac7{20}=0{,}35\). Sonst ist sie periodisch.

Strich über die ganze Periode

\(0{,}\overline{36}=0{,}363636\ldots\) ist etwas anderes als \(0{,}3\overline{6}=0{,}36666\ldots\).

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