分数转换为二进制可以通过以下两种方法实现,具体选择取决于分数是整数还是小数:
一、分数转换为二进制整数(以 $frac{a}{b}$ 为例)
将分子 $a$ 转换为二进制数,采用短除法或乘2取整法。例如,将 $frac{13}{128}$ 的分子 13 转换为二进制:
$$
13 div 2 = 6 text{ 余 } 1
6 div 2 = 3 text{ 余 } 0
3 div 2 = 1 text{ 余 } 1
1 div 2 = 0 text{ 余 } 1
$$
结果为 $1101_2$。
将分母 $b$ 表示为2的幂次之和,例如 $128 = 2^7$。
将分子和分母的二进制形式组合成分数形式,例如:
$$
frac{13}{128} = frac{1101_2}{2^7} = 0.0001101_2
$$。
二、分数转换为二进制小数(以 $frac{a}{b}$ 为例)
将分子 $a$ 转换为二进制数(同整数转换方法)。
将分母 $b$ 表示为2的幂次之和,例如 $32 = 2^5$。
用分子除以分母,将结果转换为二进制小数。例如:
$$
frac{15}{32} = frac{1111_2}{2^5} = 2^{-2} + 2^{-3} + 2^{-4} + 2^{-5} = 0.01111_2
$$。
注意事项
若分母不是2的幂次,需通过补零扩展分母(如 $frac{1}{3}$ 转换时需考虑循环小数)。
二进制小数可能为无限循环小数(如 $frac{1}{3} = 0.010101ldots_2$),需根据精度要求截断。
通过上述方法,可将分数准确转换为二进制形式。