旧課程 : 整数の性質 n進法の計算(小数)

例題

(1) 8進法の0.24(8)5進法の0.24(5)10進法で表しなさい。
(2) 10進法の0.758進法と6進法と2進法で表しなさい。また、5進法で表しなさい。

復習

n進法についてはちゃんと説明しておいた方がいいので、遠回りっぽいけど原理の話をする。

最初に、10進法の小数の意味を考えよう。

例えば34っていう数を考える。
3410進法の小数にすると
34=0.75
だ。
右辺の0.75は、分解すると
1107 1100つまり11025 だから、別の言い方をすれば、図Aのように
110のカットケーキを7つと、1100のカットケーキを5つで、ホールケーキの34になる
ということだ。

図A
n進法の計算(小数) 解説図A

10進法の小数とは、こんな感じで
11011102110n
の和で値を表す方法だ。
例えば10進法の0.234は、
1102 11023 11034 の和である。

10進法以外の小数も考え方は同じだ。
例えば、8進法の0.234(8)は、
182 1823 1834 の和である。


この話をもうちょっと考えよう。

10進法の0.234は、上に書いたとおり
1102 11023 11034 の和なので、
0.234=2×110+3×1102+4×1103式A
と変形できるけど、0.234を分数にするのなら
0.234=2341000
0.234=234103式B
の方が自然だ。
まぁ、式Aの右辺を通分すると式Bになるので、2つの式は同じなんだけど。

10進法以外でも同様に、例えば
0.234(8)=2×18+3×182+4×183式C
とするより、
0.234(8)=234(8)83式D
の方が自然だ。
注意するのは分子で、10進法の234ではなく、8進法の234(8)である。
これは、式Cの右辺を通分してみると納得してもらえると思う。

(1)

上の復習を理解すれば、n進法の小数を10進法にするのは簡単だ。

復習より、
0.24(8)=24(8)82
0.24(8)=28+482
0.24(8)=22+182
0.24(8)=516
0.24(8)=0.3125
である。

解答0.3125

同様に、
0.24(5)=24(5)52
0.24(5)=25+452
0.24(5)=1425
0.24(5)=0.56
である。

解答0.56

(2)

最初に原理通り計算する。その後で、楽な計算方法を考えよう。


0.75(10)6進法で表す。
言いかえると、
0.75(10)=a×16+b×162+c×163+式D
となるような整数abc
を求めて、
0.abc(6)
とすれば、6進法で表せる。

ということで、まず式Dのaを求めよう。
a0.75(10)に含まれる16の個数なので、割り算をすればよい。
0.7516=0.75×6式E
       =4.5
より、0.75(10)は、図Bのように
16が4個分 + 160.5個分
である。

図B
n進法の計算(小数) 解説図B

なので、a4だ。

同じようにして、bを求める。
bは、図Bの点線の部分に含まれる 162の個数なので、また割り算だ。
点線の部分は0.5×16なので、
0.5×16162=0.516
            =0.5×6式F
            =3
より、b3だ。(図C)

図C
n進法の計算(小数) 解説図C

割り切れた(小数部分がない)ので、c以下は無い(つまり0)。

以上より、式Dは
0.75(10)=4×16+3×162
と表せるので、
0.75(10)=0.43(6)
である。

解答0.43(6)

アドバイス

原理どおり計算すると、上の解説のようになる。
だけど、共通テスト本番でこんな面倒なことはしたくない。
もっと楽な方法を考えよう。

上で0.75(10)6進法にした作業をまとめると、次のようになる。

n進法の計算(小数) 解説

上の計算より、0.75(10)6進数にしたものは、赤文字で示した積の整数部分を 小数第一位から順に並べた
0.43(6)
になった。

このことから、10進数の小数部分をn進法にするには、

10進法の小数をn進法にする

小数部分をn倍する
積の整数部分を取り出す。小数部分は①にもどって計算を繰りかえす
という作業をし、取り出した整数を順に並べればn進法の小数ができる

ことが分かる。

アドバイスの方法で、0.75(10)2進法にしよう。

n進法の計算(小数) 解説

より、
0.75=0.11(2)
である。

解答0.11(2)


2進法のときと同様の方法で0.75(10)5進法にすると

n進法の計算(小数) 解説

となり、何度やっても小数部分はなくならない。 よって、5進法では循環小数になって、
0.75=0.33333(5)=0.3˙(5) である。

解答0.3˙(5)