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定理已证明

分数相等的交叉相乘判定

命题陈述

设 a,ca,c 为整数,b,db,d 为非零整数:ab=cd\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d} 当且仅当 ad=bcad=bc。

为什么成立?

直接比较两个分数并不方便,因为它们的分母可能不同;用两个分母同时相乘可以消去分数,把比较变成普通的整数等式。

证明思路

方向一(⇒\Rightarrow)。设 ab=cd\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d} 成立。由于 b,d≠0b,d\neq0,两边同乘非零数 bdbd:ab⋅bd=cd⋅bd\frac{a}{b}\cdot bd = \frac{c}{d}\cdot bd。左边因子 bb 消去,得 ab⋅bd=a⋅d\frac{a}{b}\cdot bd = a\cdot d;右边因子 dd 消去,得 cd⋅bd=c⋅b\frac{c}{d}\cdot bd = c\cdot b。于是 ad=bcad=bc。

方向二(⇐\Leftarrow)。设 ad=bcad=bc 成立。两边同除以非零数 bdbd:adbd=bcbd\dfrac{ad}{bd}=\dfrac{bc}{bd}。约去左边分数的公因子 dd 与右边分数的公因子 bb:ab=cd\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d}。

两个方向都成立,故两个命题等价:ab=cd\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d} 成立当且仅当 ad=bcad=bc。

用到此定理的主题

分步证明

该定理暂无分步证明。

参考文献

  1. David M. Burton (2010). Elementary Number Theory
  2. John H. Conway, Richard K. Guy (1996). The Book of Numbers · DOI:10.1007/978-1-4612-4072-3