Decimale breuk

Een decimale breuk is een breuk met als noemer een macht van 10, dus 10, 100, 1000, etc. Decimale breuken worden doorgaans niet als breuk geschreven maar als een rij cijfers, waarbij de fractie gescheiden wordt van het gehele deel door een decimaalteken: meestal een komma (in de meeste landen) of een punt (in Angelsaksische landen).^[1] In programmeertalen is het steeds een punt. De cijfers achter de komma worden decimalen genoemd.

Grotere getallen worden vaak in groepjes van drie cijfers verdeeld, waarbij een punt als scheidingsteken wordt gebruikt als het decimaalteken een komma is, en een komma als het decimaalteken een punt is. Dat dit verwarring geeft, hoeft geen betoog. De moderne richtlijn is dat er een spatie als scheidingsteken wordt gebruikt.

Ieder reëel getal kan geschreven worden als een, mogelijk oneindige, decimale breuk. Met willekeurige nauwkeurigheid kan ieder reëel getal worden benaderd door een eindige decimale breuk (afronding).

Eindige decimale breuken zijn rationale getallen (breuken), maar niet alle breuken leveren eindige decimale breuken op. Zo is 1 : 3 = 0,333 333 33... Een oneindige decimale breuk is een rationaal getal dan en slechts dan als deze repeterend is.

Achter het laatste cijfer van een eindige decimale breuk kan een willekeurig aantal nullen geplaatst worden zonder dat de waarde van de breuk verandert: 0,5 en 0,50 hebben dezelfde waarde. Dat komt doordat 1/2 gelijk is aan 5/10 (0,5) maar ook aan 50/100 (0,50) en aan 500/1000 (0,500). Toch is er verschil, en wel in de fout of onnauwkeurigheid. Zegt men dat een afstand 4,5 km is, dan is dat iets tussen 4,45 en 4,55 km, dus een mogelijk afwijking van 50 meter. Schrijft men 4,500 km, dan is dat op een meter nauwkeurig.

Staartdeling

Elk rationale getal kan als decimale breuk, al dan niet repeterend, worden geschreven. Dit kan ingezien worden door de deling van teller en noemer uit te voeren als een staartdeling.

Elke breuk, als de uitkomst géén geheel getal of een decimale breuk met een eindig aantal decimalen is, is altijd een repeterende decimale breuk. Onderstaand voorbeeld maakt duidelijk waarom dat zo is. In het voorbeeld wordt 7 gedeeld door 13. Hieronder staat een deel van de staartdeling (Nederlandse notatie):

  13 / 7,00000000 \ 0,538461...
       6,5
         50
         39
         110
         104
           60
           52
            80
            78
             20
             13
              7

Nu is er een rest 7, waardoor er een situatie ontstaat die al eerder is opgetreden. Het herhaalt zich en er ontstaat een repeterend gedeelte.

Bij een deling door 13 kunnen hooguit 13 verschillende resten ontstaan, van 0 tot en met 12. Bij rest 0 gaat de deling op, een andere rest is nieuw of al eerder voorgekomen. In het laatste geval ontstaat er een herhaling. Bij een deler ${\displaystyle n}$ klopt de deling na hoogstens ${\displaystyle n}$ stappen of treedt er een herhaling op.

Conclusie: iedere breuk van het type m/n, waarbij ${\displaystyle m}$ en ${\displaystyle n}$ gehele getallen zijn, is

• ofwel een geheel getal, bijvoorbeeld 8/4 = 2,
• ofwel een eindige decimale breuk, bijvoorbeeld: 5/8 = 0,625.
• ofwel een repeterende breuk waarin na ten hoogste ${\displaystyle n-1}$ decimalen een herhaling optreedt.

Om aan te geven dat er sprake is van een repeterende breuk, wordt wanneer met de hand wordt geschreven door het eerste en het laatste cijfer van het repeterende deel een schuine streep gezet, maar er zijn meer mogelijkheden. Een streep boven het repeterende deel komt veel voor. Bijvoorbeeld 0,/538461/ of 0,(538461) en 0,538461 zijn hetzelfde.

Het is nodig het repeterende deel apart aan te geven, omdat er anders geen verschil te zien is tussen 0,3 = 3/10 en 0,/3/ = 1/3. Overigens is het niet zo dat de herhaling altijd direct na de komma begint: bij 11/12 = 0,91/6/ doen de eerste twee decimalen niet mee aan de herhaling. Daardoor is een notatie als 0,916... dubbelzinnig. Wordt toch gekozen voor een notatie met puntjes, dan kan het repeterende deel het best twee maal worden opgeschreven: 7/13 = 0,538461538461....

Eindige decimale breuken treden alleen op als bij het ontbinden in priemfactoren van de noemer alleen de cijfers 2 en 5 voorkomen. Aangezien 2 × 5 = 10 kan zo'n noemer namelijk naar een hele macht van 10 worden omgezet: 1/5 = 2/10, 1/2 = 5/10, 1/4 = 25/100 enzovoorts.