En
el siglo XVI d.C., los matemáticos europeos comenzaron
a notar la facilidad con la cual se efectuaban los cálculos
con números fraccionarios cuyos denominadores fueran
potencias de 10. Por ejemplo:
Naturalmente, para sumar las fracciones anteriores basta con
tomar
10.000 como denominador común y se obtiene
Este tipo de fracción se llama fracción decimal.
Un ingeniero y matemático holandés llamado Simón
Stevin inventó en el S. XVI un método para hacer cálculos
con fracciones decimales sin usar el denominador. Por ejemplo, escribía
como
como
como
Al sumar estos números, obtenía
Aunque su método no llegó a usarse mucho, su idea
fue tomada por un gran matemático escocés, Napier,
quien desarrolló, a partir de la proposición de Stevin,
otra manera de escribir las fracciones decimales.
Al principio, colocó una línea debajo de los dígitos
del numerador, de esta manera:
Finalmente, ya en 1617, Napier propuso el uso de una coma o un punto
para separar la parte entera de la parte decimal:
Esta última idea de Napier fue la que se adoptó definitivamente
para escribir los que hoy se llaman números decimales.
Sabiendo
que el origen de la escritura de los números decimales está
vinculado a la necesidad de facilitar los cálculos con fracciones
decimales, es bueno notar que luego se encontró la forma
de expresar cualquier fracción como un número decimal.
La mayor facilidad para los
cálculos radica en que sólo se efectúan las
operaciones con números enteros y no ya con fracciones, pues
al escribir, por ejemplo, en la forma decimal,
se obtiene (2,5)(0,03) y en realidad esta operación requiere
sólo que se multipliquen los números enteros
y luego se le coloca la coma
de manera que se obtengan 3 espacios ocupados a la derecha de la
coma, y se escribe entonces
Es importante saber que, en
los tiempos en que esta idea surgió, no existían,
por supuesto, calculadoras que ayudaran a los científicos
en la realización de cálculos complicados. En ciertas
áreas, como en la astronomía, por ejemplo, los cálculos
complicados requerían de mucha precisión.
Los números decimales
se usaron finalmente, no sólo para representar fracciones
decimales, sino cualquier fracción en general.
Por ejemplo, sabemos que , lo cual se puede obtener escribiendo
como fracción
decimal, de la siguiente manera:
se multiplican numerador y
denominador por 5, en este caso, pues se sabe que y esa operación permitirá
encontrar la fracción
equivalente a que tiene denominador igual a
10:
Otra manera de obtener esto,
es la siguiente:
La serie de operaciones mostradas
equivale a la división , que se realiza multiplicando el dividendo por 10, por ser
menor éste que el divisor:
El paso final de colocar la
coma en el sitio correcto equivale a la multiplicación por
, en este caso:
De esta manera, es posible
encontrar la expresión decimal que corresponde a una fracción
cualquiera.
Si la fracción es impropia,
se realiza la división del numerador entre el denominador,
de la manera usual, y se obtiene la expresión decimal de
la fracción.
Por ejemplo:
Ocurre con algunas fracciones
algo curioso: cuando se realiza la división del numerador
entre el denominador, se obtienen cifras decimales que se repiten
indefinidamente, como en el caso de .
al efectuar la división,
en cada paso se obtiene resto igual a 2 y así, la expresión
decimal en cuestión es:
Los puntos suspensivos indican
que la sucesión de 6 ¡no tiene fin!
Esta expresión se llama
expresión decimal periódica y también se escribe
así:
El número que se repite,
en este caso, el 6, es llamado el período de la expresión
decimal.
En algunos casos, el período
tiene más de una cifra, por ejemplo:
Ciertamente, es interesante la existencia de estas expresiones
decimales para números cuya expresión fraccionaria
es tan sencilla como .
El período de la expresión
decimal periódica de es 142857.
Hay casos en los que la expresión
decimal periódica tiene esta forma:
en este ejemplo, el período
comienza después de las cifras decimales: 01. Estas dos cifras
constituyen el anteperíodo de la expresión decimal.
Como se ha visto, toda fracción
se puede expresar como número decimal, bien sea con una cantidad
finita, limitada, de cifras decimales, o bien con una cierta cantidad
de cifras decimales que se repiten de manera periódica infinitas
veces.
Se verá a continuación
cómo se logra expresar como fracción, un número
que está escrito en su expresión decimal, bien sea
con un número finito de cifras decimales, o por un período.
Podría el lector preguntarse
si existe la posibilidad de que un número, en su expresión
decimal, tenga una cantidad infinita de cifras decimales no periódicas,
es decir, que las cifras no se repitan con ningún patrón
y que sea ilimitado su número.
La respuesta es que tales
números sí existen y son llamados irracionales.
Es
muy importante saber reconocer, entre dos números decimales,
cuál es mayor.
Por ejemplo, entre 5,9 y 6,1, sabemos reconocer a 6,1 como el mayor
de los dos, porque la parte entera de 6,1 es 6, que es mayor que
5, y no importa que la parte decimal de 6,1 sea 1, mientras que
la de 5,9 es 9, que es mayor que 1. Así,
En el lenguaje común se expresa la idea de proporción
con cierta frecuencia.
Fracción
Generatriz.
Si bien algunas expresiones decimales, como 0,25, pueden expresarse
como fracción fácilmente, simplemente escribiendo
(en el denominador se escribe porque hay dos
cifras decimales en la expresión decimal 0,25), hay otras
que a primera vista parecen tener dificultades mayores, como por
ejemplo:
Realmente
no es tan difícil llevar esta expresión decimal a
su expresión fraccionaria, llamada "la fracción
generatriz'' del número decimal en cuestión.
La manera de encontrar esta fracción generatriz es la siguiente:
Se
multiplica la expresión decimal periódica por , escogiéndose la potencia
3 porque el período tiene 3 cifras. Si se llama x
a la fracción generatriz, se tiene que
ya
que
Restando
x a 1.000x se obtiene
Pero,
por otro lado,
por
lo tanto,
y
Simplificando,
se obtiene como la fracción
generatriz de .
Las expresiones decimales periódicas con anteperíodo,
como por ejemplo:
también pueden llevarse a su forma fraccionaria. Para encontrar
la fracción generatriz de esta expresión decimal,
se comienza por multiplicarla por 10:
De esta manera, se obtiene una expresión decimal periódica
cuyo período comienza después de la coma, es decir,
se elimina el anteperíodo.
De nuevo, se llama x a la fracción generatriz, que, en
definitiva, es el mismo número
Así,
ahora,
restando ahora 1000x-10x se obtiene
es decir, 1000x-10x=2982, luego 990x=2982 y
Si
has acertado en todas tus respuestas, ¡felicitaciones! has
hecho un buen progreso en tu camino a través del mundo de
los números. Si has cometido algunos errores, asegúrate
de comprender la causa de los mismos, para no cometerlos nuevamente
en el futuro.
Bibliografía:
Guelli, O. (1992). Contando a Historia da Matemática.
Sao Paulo: Editora Atica.