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四年级数学中二进制的计算主要包括加法、减法、乘法、除法以及进制转换。以下是具体方法:
一、二进制加法法则
- 0+0=0
- 0+1=1
- 1+0=1
- 1+1=10(向高位进1)
示例
将二进制数1101转换为十进制:
$$1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13$$
二、二进制减法法则
无借位减法
- 0-0=0
- 1-0=1
- 1-1=0
- 0-1=1(模二加法,即借1当2)
有借位减法
- 需向高位借1(即借1当2),例如:
$$10_2 - 1_2 = 11_2$$(相当于十进制的2-1=1,但二进制需补零)
三、二进制乘法法则
基本规则
- 0×0=0
- 0×1=0
- 1×0=0
- 1×1=1
- 满二进一(如1×10=100)
示例
计算1011×10:
$$1011 times 10 = 10110_2$$(相当于十进制的11×2=22)
四、二进制除法法则
基本规则
- 0÷1=0
- 1÷1=1
- 0÷0无意义
- 1÷0无意义
示例
将1010除以10:
$$1010 div 10 = 101_2$$(相当于十进制的10÷2=5)
五、二进制与十进制转换
转十进制
采用按权展开法:
$$a_n times 2^n + a_{n-1} times 2^{n-1} + dots + a_1 times 2^1 + a_0 times 2^0$$
例如:
$$1101_2 = 1 times 2^3 + 1 times 2^2 + 0 times 2^1 + 1 times 2^0 = 13_{10}$$
转二进制
- 整数部分:
除2取余,逆序排列
例如:13转二进制:
$$13 div 2 = 6 text{余}1 rightarrow 1$$
$$6 div 2 = 3 text{余}0 rightarrow 0$$
$$3 div 2 = 1 text{余}1 rightarrow 1$$
$$1 div 2 = 0 text{余}1 rightarrow 1$$
结果为1101
六、注意事项
借位规则:二进制借位为“借1当2”,例如:
$$101_2 - 100_2 = 001_2$$(相当于十进制的3-2=1)
特殊情况:
0÷0和1÷0无意义
二进制除法通常用于计算机领域,与十进制除法规则不同
通过以上方法,四年级学生可以掌握二进制的基本运算及转换技巧。建议结合具体例