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數學學習

分數除法為甚麼要「倒轉相乘」?用圖解說清楚道理

小芽編輯室・・6 分鐘閱讀

分數除法之所以「倒轉相乘」,可以用兩個角度理解。第一,除法是問「裡面有幾個除數」,例如六除以二,是問六裡面有幾個二。第二,除以一個分數,等於乘以它的倒數,因為乘除互為逆運算:把「除以某數」看成「乘以某數的倒數」,結果不變。文中用整數、單位分數和一般分數三層例子逐步說明,再示範計算步驟和檢查方法。

一名香港學生好奇地湊近,雙手舉起一個分成數片的木製分數圓盤,旁邊另有一個翻轉的木圓盤。

本文由系統根據一般學習經驗自動整理,只供參考;考試及學校安排請以有關機構最新公布為準。

重點
  • 除法可以理解為「裡面有幾個除數」,分數除法也一樣。
  • 倒轉相乘時只倒轉除數,被除數不變。
  • 除以單位分數等於乘以它的分母,用圖解最容易明白。
  • 一般分數可以先用「先除以分子、再乘以分母」理解。
  • 用乘法還原和估算檢查答案,比只對答案更有效。
  • 3用三層例子說明分數除法

小朋友的疑問:為甚麼要「倒轉」?

不少小五、小六學生在學分數除法時,會覺得「倒轉相乘」像一條沒有理由的規則:明明是除,為甚麼要變成乘?如果只背步驟,題目稍為變化就容易出錯;明白道理之後,學生才能自己判斷甚麼時候可以倒轉、倒轉的是哪一個數。

先要說明一個關鍵:倒轉的只有除數,被除數不變。例如三分之二除以四分之三,倒轉的是四分之三,變成三分之二乘以三分之四。這一點要先說清楚,之後再解釋為甚麼可以這樣做。

第一層:除法本來是問「裡面有幾個」

用整數開始最容易明白。八除以二,是問八裡面有幾個二,答案是四。十二除以三,是問十二裡面有幾個三,答案是四。這個「包含除法」的想法,是理解分數除法的基礎。

把同樣的問題換成分數:二除以二分之一,是問二裡面有幾個二分之一。每個一整份可以分成兩個二分之一,所以二裡面共有四個二分之一,答案是四。用算式表示,就是二乘以二分之一的倒數二,等於四。孩子只要用圖畫出兩條長條,每條分成兩半,就能數出四個半份,明白答案從何而來。

第二層:除以單位分數,就是「乘以幾」

單位分數是指分子為一的分數,例如二分之一、三分之一、四分之一。除以這類分數有一個很直觀的解釋:一件東西裡面有幾個二分之一,就等於把它乘以二;有幾個三分之一,就等於乘以三。

例如三分之二除以五分之一,是問三分之二裡面有幾個五分之一。把三分之二每份再分成五小份,一共得到十五分之十,也就是十個十五分之一;而每個五分之一等於三個十五分之一,所以裡面有三又三分之一個五分之一。這個結果與三分之二乘以五相同。用圖解把長條再細分,孩子可以看到「除以五分之一」和「乘以五」其實在做同一件事。

第三層:為甚麼一般分數也可以倒轉

到了四分之三這種非單位分數,道理一樣,只是多了一步。除以四分之三,可以先想成「先除以三,再乘以四」:因為四分之三等於三乘以四分之一,而除以一個積,可以先後除以每個因數。除以四分之一等於乘以四,所以整個過程就是乘以三分之四,也就是把四分之三倒轉。

另一個說法是乘除互為逆運算。任何數乘以它的倒數都等於一,例如四分之三乘以三分之四等於一。除法和乘法是互相還原的操作,所以「除以四分之三」與「乘以三分之四」得到相同結果。這個說法對小學生可能稍為抽象,可以先用圖解和具體例子建立感覺,再過渡到這個解釋。

分步示範:三分之二除以四分之三

第一步,看清楚題目:被除數是三分之二,除數是四分之三。第二步,只把除數倒轉:四分之三變成三分之四。第三步,把除號改成乘號,寫成三分之二乘以三分之四。第四步,分子乘分子,分母乘分母:二乘四等於八,三乘三等於九,答案是九分之八。第五步,檢查答案是否合理:三分之二約為零點六七,四分之三為零點七五,除以一個接近一的數,結果應該略小於三分之二,九分之八約為零點八九,與估算不符,需要回頭檢查。

這裡正好說明檢查的重要:除以四分之三,等於乘以三分之四,三分之四是大於一的數,所以結果應該比三分之二大,九分之八約零點八九,比零點六七大,估算方向正確。第五步的估算要用「乘以大於一的數會變大」這個判斷,而不是直接比較原數。

常見錯誤與檢查方法

最常見的錯誤是把被除數也倒轉,或者只倒轉其中一部分。另一個常見問題是約分時機不當:應該在相乘之前,把分子和分母中共同的因數約去,令數字變小,減少計算錯誤。還有學生會忘記把除號改成乘號,或者把整數的分母當成一。整數可以寫成分母為一的分數,例如五等於五分之一,這樣就不會漏掉。

檢查方法有三個:一是估算,判斷答案應該比被除數大還是小;二是用乘法還原,把答案乘以除數,看是否等於被除數;三是用圖解檢查,把長條畫出來,數一數份數是否合理。三個方法之中,乘法還原最直接,也最適合高小學生自行驗算。

家長可以怎樣陪小朋友練習

先讓孩子用圖解做兩、三題,不要急著背公式。可以準備長條紙或畫格紙,把整數和分數都畫成可以數的份數,讓孩子自己數出答案,再對照算式。當孩子發現「數出來的結果」和「倒轉相乘的結果」一樣,規則就不再是無理由的口訣。

之後才進入純計算練習,由單位分數開始,再到一般分數,最後才混合整數和分數。每次練習只集中處理一個難點,例如今天只練「只倒轉除數」,明天才練約分。錯誤的地方請孩子說出自己的想法,比直接給答案更能找出誤解所在。若家長自己對分數運算生疏,可以先看課本或課程重點,再與孩子一起做。

何時值得考慮額外支援

分數除法是小五、小六的重點,也是日後學代數和比例的基礎。如果孩子做完圖解練習仍然反覆出現同類錯誤,例如每次都倒轉錯對象,或者約分經常出錯,可以考慮額外支援。常見形式包括補習社、私人補習、上門補習和網上補習,各有不同安排和收費,一般按月或按節計算,價錢差異頗大,宜先了解清楚再決定。

選擇時可以留意幾點:導師是否先找出孩子的具體誤解,而不是只給大量練習;是否願意用圖解或具體例子解釋;家長能否定期了解進度。消費者委員會一向提醒消費者,報讀課程前應清楚了解收費、退款和更換安排,並保留單據。任何額外支援都應該是補充,而不是取代孩子自己動手畫圖和驗算的過程。

常見問題

為甚麼分數除法要把除數倒轉?

因為除以一個分數,等於乘以它的倒數。倒轉相乘並不是新規則,而是把除法改寫成乘法的一種方式,結果與原本的除法相同。例如三分之二除以四分之三,等於三分之二乘以三分之四。

倒轉的是哪一個數?

只倒轉除數,被除數保持不變。例如五分之四除以三分之二,倒轉的是三分之二,變成五分之四乘以二分之三。把被除數也倒轉是常見錯誤。

為甚麼除以四分之三,答案會比原本的數大?

因為四分之三小於一,除以一個小於一的數,等於乘以一個大於一的數,所以結果會變大。可以用估算檢查:若答案比被除數小,通常表示計算過程中倒轉了錯誤的數。

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