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Secundaria

Fracción generatriz de decimales exactos y periódicos

La fracción generatriz es una fracción que representa exactamente un decimal. No vamos a adivinarla: identificaremos qué cifras se repiten y moveremos la coma hasta tener dos colas iguales. Al restarlas desaparecerá la parte infinita y quedará una ecuación sencilla.

1. Antes de calcular, mira qué significa la escritura del decimal

0,125 termina: es un decimal exacto. 0,565656… repite para siempre el bloque 56: es periódico puro porque la repetición comienza justo después de la coma. En 2,083333… solo se repite el 3; las cifras 08 aparecen antes del período y forman el anteperíodo.

Antes de mover la coma distinguimos qué cifras se repiten
¿Qué parte se repite?2,08333…EnteraAntesRepite2m=2r=108 ocupa dos lugares.El 3 continúa para siempre.La parte entera no cuenta en m.El cero decimal sí cuenta.
Número dos coma cero ocho tres tres tres continuando el tres para siempre. La parte entera dos se colorea en azul, el anteperíodo cero ocho en verde y los treses periódicos en rojo. Las dos cifras cero ocho cuentan como dos posiciones aunque el entero ocho tenga una sola cifra. El período es solo tres y tiene longitud uno. Las etiquetas indican m dos y r uno para elegir después los desplazamientos. No se está repitiendo el bloque ochenta y tres ni eliminando el cero de las décimas. El dibujo fija el significado del decimal antes de convertirlo a una fracción exacta.

Usaremos m para contar cifras del anteperíodo y r≥1 para las del período. La parte entera no se cuenta en m. Los ceros sí ocupan posiciones. Unos puntos suspensivos sin patrón declarado no determinan por sí solos una repetición infinita.

Contar las cifras sin perder el cero

2,083333… con el 3 periódico.

  1. Parte entera

    Es 2.

  2. Anteperíodo

    Es 08: dos cifras, así que m=2.
  3. Período

    Es 3: una cifra, así que r=1.
Resultado

El cero de 08 también cuenta para decidir cuánto mover la coma.

Lo comprobamos

No es el decimal puro 2,838383…: tiene otras cifras.

No repetir solo la última cifra del bloque

0,565656… y 0,566666… son dos números.

  1. Primero

    El bloque repetido es 56 y r=2; no hay anteperíodo.
  2. Segundo

    El 5 aparece una vez y se repite el 6: m=1,r=1.
  3. Comparar

    Ya en la tercera cifra decimal son distintos: 5 frente a 6.

Resultado

Antes de aplicar una regla se fija exactamente qué se repite.

Lo comprobamos

Una barra sobre 56 significaría repetir ambas cifras, no solo el 6.

2. Si el decimal termina, el denominador sale del valor posicional

Cada cifra después de la coma representa décimas, centésimas, milésimas… Con k cifras decimales, multiplicar por 10ᵏ deja un entero A.

De 10ᵏx=A sale x=A/10ᵏ.

Después se reduce la fracción.

Reducir significa dividir todo el numerador y todo el denominador por un mismo factor no nulo. No se borran cifras parecidas. Añadir ceros finales al decimal da otra fracción equivalente, sin cambiar el número.

Tres cifras decimales

Convertir 0,125.

  1. Multiplicar

    1000x=125.
  2. Despejar

    x=125/1000.
  3. Reducir

    Dividimos ambos por 125: x=1/8.
Resultado

0,125=1/8 exactamente.

Lo comprobamos

1÷8 devuelve 0,125.

Con parte entera y un cero final

Convertir 3,40.

  1. Centésimas

    3,40=340/100.
  2. Reducir

    340/100=17/5.
  3. Otra escritura

    3,4=34/10=17/5 también.
Resultado

El cero final no cambia el valor.

Lo comprobamos

La parte entera 3 se incluyó al formar 340.

3. En un periódico puro desplazamos un bloque completo y restamos

Si x=0,565656…, mover dos posiciones da 100x=56,565656… Las partes después de la coma coinciden exactamente.

Restar x de 100x elimina esa cola: 99x=56.

En general, para un período de r cifras usamos 10ʳx−x. El factor 10ʳ−1 tiene r nueves. Con parte entera también hay que restarla: el numerador no es siempre solo el bloque repetido.

Un período de dos cifras

x=0,565656…

  1. Desplazar

    100x=56,565656…
  2. Restar

    100x−x=56: 99x=56.
  3. Despejar

    x=56/99, ya irreducible.
Resultado

La cola no se aproxima: se cancela por ser la misma.

Lo comprobamos

Multiplicar por 10 no alinearía un bloque 56 completo.

Parte entera y ceros dentro del período

Comparamos dos casos puros.

  1. Parte entera

    Para x=3,454545…, 100x−x=345−3=342: x=342/99=38/11.
  2. Ceros iniciales

    Para y=0,007007…, el bloque 007 tiene tres cifras: 1000y−y=7.
  3. Resultado

    y=7/999; un único nueve daría otro número.
Resultado

Se cuenta la longitud del bloque, incluidos sus ceros.

Lo comprobamos

En el primer caso no se usó 345/99: había que restar la parte entera.

4. En un periódico mixto primero dejamos atrás el anteperíodo

Para x=2,083333…, multiplicar por 100 deja 100x=208,3333… Ahora el período empieza tras la coma. Multiplicar el número inicial por 1000 da 1000x=2083,3333… Son esas dos filas las que tienen la misma cola.

Dos colas alineadas se eliminan al restar
x=2,083333…Misma cola: 0,3333…1000x=2083,333…−100x=208,333…900x=1875x=1875/900Dividir ambos por 75x=25/12Se cancela la cola completa.
Para x igual dos coma cero ocho tres periódico, la primera fila muestra mil x igual dos mil ochenta y tres coma tres periódico y la segunda cien x igual doscientos ocho coma tres periódico. Las partes decimales idénticas se alinean por la derecha; al restar desaparecen. La diferencia de multiplicadores es novecientos y la de partes enteras mil ochocientos setenta y cinco. Así x es mil ochocientos setenta y cinco sobre novecientos, que se reduce a veinticinco doceavos dividiendo ambos por setenta y cinco. El cero del anteperíodo y la parte entera se han conservado. Las filas son igualdades exactas, no truncamientos con tres cifras.
Restamos la fila menor de la mayor: (1000−100)x=2083−208.
Queda 900x=1875.

El denominador tiene un nueve por la cifra del período y dos ceros por las dos cifras del anteperíodo; la resta del numerador también es necesaria.

Resolver nuestro ejemplo mixto

x=2,083333… con solo el 3 periódico.

  1. Filas alineadas

    100x=208,3333… y 1000x=2083,3333…
  2. Restar

    900x=1875.
  3. Reducir

    x=1875/900=25/12, dividiendo ambos por 75.
Resultado

2,083333…=25/12 exactamente.

Lo comprobamos

25÷12 da 2,08 y después repite el 3.

Período de dos cifras después de una inicial

x=0,3525252… con anteperíodo 3 y período 52.

  1. Primera fila

    10x=3,525252…
  2. Segunda y resta

    1000x=352,525252…; 990x=352−3=349.
  3. Fracción

    x=349/990, con dos nueves y un cero en el denominador.
Resultado

Los ceros cuentan el anteperíodo; los nueves cuentan el bloque periódico.

Lo comprobamos

349/990 no se sustituye por 0,3525 si se pide el valor exacto.

5. Cancelar una cola infinita significa restar el mismo número

Llamemos C=0,333333… En el ejemplo mixto escribimos 100x=208+C y 1000x=2083+C.
Al restar, C−C=0.

No buscamos una última cifra: ambas expresiones contienen el mismo número real.

Formalmente un decimal infinito es el límite de sus truncamientos. Si dos colas comparten las primeras n cifras, su diferencia es como máximo 10⁻ⁿ. Si comparten todas, ninguna diferencia positiva puede quedar por debajo de todas esas cotas. Esto justifica que las colas iguales se cancelen.

Ver la cantidad común

Usamos x=2,083333… y C=0,333333…

  1. Igualdades

    100x=208+C; 1000x=2083+C.
  2. Diferencia

    (2083+C)−(208+C)=1875.
  3. Exactitud

    La cancelación usa C completo, no una cantidad finita de treses.

Resultado

La cuenta funciona con una cantidad definida, aunque su escritura no termine.

Lo comprobamos

Restar dos colas distintas no permitiría cancelar así.

Truncar cambia el valor

Tomamos y=2,083, con solo tres cifras decimales.

  1. Fracción finita

    y=2083/1000.
  2. Comparar con x

    25/12−2083/1000=1/3000.
  3. Interpretar

    La diferencia es pequeña y positiva, no cero.

Resultado

Una aproximación puede ser útil sin ser la generatriz del decimal infinito.

Lo comprobamos

Se conserva el patrón infinito en una pregunta de igualdad exacta.

6. La división explica por qué las fracciones terminan o repiten

Al dividir enteros por d>0, cada resto es uno de 0,1,…,d−1. Si aparece cero, la expansión termina. Si vuelve un resto no nulo, las siguientes operaciones son las mismas y se repiten las cifras.

Una fracción reducida admite decimal finito exactamente cuando su denominador solo contiene factores primos 2 y 5: pueden completarse hasta una potencia de diez. Si queda otro primo, la expansión no termina y acaba siendo periódica. Por tanto finitos y periódicos son racionales; un irracional no es eventualmente periódico.

Un ciclo de restos

Dividimos 1 entre 7.

  1. Primeros pasos

    10=1·7+3; 30=4·7+2; 20=2·7+6.
  2. Continuar

    60=8·7+4; 40=5·7+5; 50=7·7+1.
  3. Volver

    El resto vuelve a 1: los dígitos 142857 se repiten.

Resultado

1/7=0,142857142857…

Lo comprobamos

No se confundió el resto con la cifra escrita en el cociente.

Reducir antes de clasificar

Comparamos 3/40 y 3/12.

  1. Primer denominador

    40=2³·5; 3/40=75/1000=0,075.
  2. Segunda fracción

    3/12=1/4 y su decimal es 0,25.
  3. Condición

    El factor 3 del denominador original de 3/12 se canceló; se mira la fracción irreducible.

Resultado

El criterio se aplica después de simplificar.

Lo comprobamos

En 1/6 queda un factor 3 y su decimal no termina.

7. Los nueves infinitos pueden ser otra escritura del mismo número

Sea z=0,999999… Multiplicar por 10 y restar z da 9z=9, luego z=1.

No queda una diferencia real positiva «después de infinitas cifras». Los truncamientos 1−10⁻ⁿ tienen límite uno.

Por eso un número con expansión finita puede tener también una que termina en nueves infinitos. No es redondeo. Con un número finito de nueves sí queda una diferencia positiva.

Distinguir nueve nueves de infinitos

0,999999999 frente a 0,999…

  1. Finito

    El primero es 1−1/1000000000.

  2. Infinito

    El segundo es exactamente 1 por la resta de colas.

  3. Conclusión

    Más cifras finitas hacen menor la diferencia; no la anulan.

Resultado

El símbolo de repetición cambia la afirmación.

Lo comprobamos

No se presenta un truncamiento finito como idéntico a uno.

Otra expansión de un decimal exacto

4,249999… con el 9 repetido para siempre.

  1. Separar

    4,249999…=4,24+0,009999…
  2. Usar la identidad

    0,009999…=(1/100)·0,999…=0,01.
  3. Sumar

    4,24+0,01=4,25.
Resultado

Las dos expansiones representan el mismo real.

Lo comprobamos

4,24999 con cinco cifras decimales sí sería menor que 4,25.

8. La fórmula resume el procedimiento; signo y comprobación siguen importando

Con m cifras de anteperíodo y r de período, sea A el entero formado por parte entera, anteperíodo y una copia del período, y B el formado sin esa copia.

Entonces x=(A-B)/[10^m(10^r-1)].
Para m=0 recuperamos el puro.

Siempre se reduce y se comprueba.

Para un número negativo convertimos su valor absoluto y aplicamos el signo a toda la fracción. Se puede usar un bloque periódico no mínimo, pero dará una fracción más grande equivalente. Ninguna regla autoriza a perder ceros, parte entera o paréntesis del signo.

El signo afecta a toda la cantidad

Convertir −2,083333…

  1. Magnitud

    La generatriz positiva ya es 25/12.

  2. Signo

    −(2+0,083333…)=−25/12.
  3. Otro número

    −2+0,083333…=−23/12 y no es el decimal negativo pedido.
Resultado

Se mantiene el signo fuera de toda la magnitud.

Lo comprobamos

−25/12 está entre −3 y −2, como el decimal inicial.

Un bloque más largo produce lo mismo

Escribimos el período de 0,565656… como 5656.

  1. Desplazar

    10000x−x=5656, así que x=5656/9999.
  2. Reducir

    5656=56·101 y 9999=99·101.
  3. Comparar

    x=56/99, el mismo resultado que con el bloque mínimo 56.

Resultado

La longitud mínima facilita las cuentas, pero varias copias completas son válidas.

Lo comprobamos

La comprobación puede rehacer la ecuación de desplazamiento o dividir la fracción.

Ahora lo resolvemos de principio a fin.

EJEMPLO RESUELTO 1

Periódico puro

Convierte 0,272727… a fracción irreducible.

  1. Patrón

    x=0,272727… repite 27 desde la primera cifra.
  2. Desplazar

    100x=27,272727…
  3. Restar

    99x=27.
  4. Despejar

    x=27/99.
  5. Reducir

    Dividir entre 9 da 3/11.

  6. Comprobar

    3÷11 reproduce el período 27.

Resultado

3/11.

Lo comprobamos

3÷11 reproduce el período 27.

EJEMPLO RESUELTO 2

Periódico mixto

Convierte 0,166666… a fracción irreducible.

  1. Patrón

    x=0,166666…: anteperíodo 1, período 6.
  2. Primera fila

    10x=1,666666…
  3. Segunda fila

    100x=16,666666…
  4. Restar

    90x=15.
  5. Reducir

    x=15/90=1/6.
  6. Comprobar

    La división tiene una cifra inicial 1 y después repite 6.

Resultado

1/6.

Lo comprobamos

La división 1÷6 da una cifra inicial 1 y después se repite 6.

Los símbolos que hemos usado

x
Número decimal cuyo valor exacto se quiere expresar como fracción.
m
Número de cifras del anteperíodo, antes de empezar la repetición.
r
Número de cifras del bloque periódico.
A
Entero obtenido al quitar la coma de la parte entera, el anteperíodo y una primera copia del período, contando todas esas cifras.
B
Entero formado por la parte entera y el anteperíodo, sin coma.
MCD
Máximo común divisor usado para obtener una fracción irreducible.

Ahora te toca a ti.

Tienes cinco ejercicios. Inténtalos; las pistas te ayudan si te atascas.

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