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소수의 자릿값Decimals & Place Value

기초 산술Foundations · 3. 소수와 단위3. Decimals & Units

연습Practice98
학습 목표
  • 자릿값 사다리를 일의 자리 오른쪽으로 늘여 소수를 읽고 쓰고, 각 자리의 값을 말할 수 있다.
  • 소수의 크기를 자리를 맞춰 비교하고, 수직선 위에 놓을 수 있다.
  • 10,100,1,00010, 100, 1{,}000을 곱하거나 나누는 것이 소수점의 이동으로 나타나는 이유를 자릿값으로 설명할 수 있다.
  • 소수를 원하는 자리까지 반올림할 수 있다.

자릿값 사다리를 오른쪽으로

자연수의 자릿값은 왼쪽으로 한 칸 갈 때마다 1010배였다. 1,10,100,1, 10, 100, \ldots 이 사다리를 반대 방향으로도 내려가 보자. 오른쪽으로 한 칸은 1010으로 나누는 것이니, 11의 오른쪽 칸은 111010등분한 한 조각, 즉 0.10.1이고, 그 오른쪽은 0.10.1을 다시 1010등분한 0.010.01이다. 일의 자리가 끝나는 곳에 점을 찍어 경계를 표시한 것이 소수점이다.

자릿값 사다리. 소수점 왼쪽은 1, 10, 100이고 오른쪽은 0.1, 0.01, 0.001. 왼쪽 한 칸은 10배, 오른쪽 한 칸은 10으로 나눈 것. 100 10 1 0.1 0.01 0.001 ×10 ÷10
자릿값 사다리. 소수점 왼쪽은 1, 10, 100이고 오른쪽은 0.1, 0.01, 0.001. 왼쪽 한 칸은 10배, 오른쪽 한 칸은 10으로 나눈 것.
정의소수

소수점 아래에도 자릿값을 두어 수를 적는 표기법. 소수점 바로 오른쪽이 소수 첫째 자리(0.10.1짜리가 몇 개), 그다음이 소수 둘째 자리(0.010.01짜리가 몇 개), 그다음이 셋째 자리(0.0010.001짜리)다. 0.10.1111010등분한 한 조각으로 110\frac{1}{10}이라고도 쓰고 "십분의 일"이라 읽는다.

3.473.47330.40.40.070.07을 합친 수다. 풀어 쓰면

3.47=3+0.4+0.07.3.47 = 3 + 0.4 + 0.07.

읽을 때는 "삼 점 사칠"이라 한다. 소수점 아래는 자리 이름 없이 숫자를 하나씩 읽는다. "삼 점 사십칠"이라 읽지 않는 이유는 소수점 아래 4747이 "사십칠"이라는 하나의 수가 아니라 0.10.1짜리 44개와 0.010.01짜리 77개라는 두 자리이기 때문이다.

100칸 격자에서 연한 네 줄이 0.4, 진한 일곱 칸이 0.07. 합쳐서 0.47. 0.4 + 0.07 = 0.47
100칸 격자에서 연한 네 줄이 0.4, 진한 일곱 칸이 0.07. 합쳐서 0.47.

정사각형 하나를 100100칸으로 나누면 한 칸이 0.010.01이고 한 줄(1010칸)이 0.10.1이다. 네 줄과 일곱 칸을 칠하면 0.470.47, 곧 4747칸이다. 그러니 0.470.47은 "0.010.01짜리 4747개"이기도 하다. 자리를 따로 읽으면 0.4+0.070.4 + 0.07, 한꺼번에 읽으면 0.010.01짜리 4747개, 둘 다 같은 양이다.

끝의 0과 가운데의 0

0.50.50.500.50은 같은 수다. 격자에서 0.50.5는 다섯 줄이고, 다섯 줄은 5050칸이니 0.500.50이다. 소수의 끝에 00을 붙이거나 떼도 값은 변하지 않는다. 하지만 가운데의 00은 자연수에서와 똑같이 자리를 지키는 일을 하므로 뗄 수 없다. 0.050.050.50.5가 아니라 그 1010분의 11이다. 소수 첫째 자리가 비어 있다는 표시가 그 00이기 때문이다.

주의

1.81.81.801.80은 같지만 1.81.81.081.08은 다르다. 끝에 붙는 00은 자리를 채울 뿐이고, 가운데 00은 "이 자리에는 아무것도 없다"고 말한다. 자연수에서 3053053535가 달랐던 것과 같은 이유다.

크기 비교: 자리를 맞춰라

0.60.60.590.59 중 어느 쪽이 클까. "595966보다 크니까 0.590.59"라고 답하고 싶다면 자연수의 감각("자릿수가 길면 크다")이 소수점 아래에서 오작동한 것이다. 소수점 아래에서는 길다고 크지 않다. 비교는 두 단계다. 먼저 소수점 왼쪽(자연수 부분)을 비교하고, 같으면 소수점 아래를 높은 자리부터 한 자리씩 비교한다. 끝에 00을 붙여 자릿수를 맞추면 편하다.

0.6=0.60,0.60>0.59.0.6 = 0.60, \qquad 0.60 > 0.59.

소수 첫째 자리에서 6>56 > 5로 이미 결판이 났다. 둘째 자리의 99가 아무리 커도 첫째 자리의 차이를 뒤집을 수 없다. 자연수 비교에서 배운 "처음 다른 자리가 결정한다"가 그대로다.

4부터 4.6까지의 수직선. 4.05, 4.45, 4.5의 위치. 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.05 4.45 4.5
4부터 4.6까지의 수직선. 4.05, 4.45, 4.5의 위치.
예제 1 · 크기순 나열

4.5, 4.05, 4.45, 4.0504.5,\ 4.05,\ 4.45,\ 4.050을 작은 것부터 늘어놓아라.

풀이. 자연수 부분은 모두 44. 소수점 아래를 세 자리로 맞추면 4.500, 4.050, 4.450, 4.0504.500,\ 4.050,\ 4.450,\ 4.050. 이제 소수점 아래 500,50,450,50500, 50, 450, 50을 비교하면 된다.

4.05=4.050<4.45<4.5.4.05 = 4.050 < 4.45 < 4.5.

검산: 수직선에서 4.054.0544 바로 오른쪽, 4.454.454.44.44.54.5 사이, 4.54.54455의 한가운데다 ✓.

10배, 100배, 그리고 10으로 나누기

2.75×102.75 \times 10은 얼마일까. 자릿값으로 보면 22개의 1122개의 1010이 되고, 77개의 0.10.177개의 11이 되고, 55개의 0.010.0155개의 0.10.1이 된다. 숫자는 그대로 2,7,52, 7, 5인데 모두 한 자리씩 왼쪽으로 옮겨 갔다. 결과는 27.527.5다. 숫자가 왼쪽으로 한 칸 가는 것을 소수점이 오른쪽으로 한 칸 간다고 말해도 같은 뜻이다. 100100배는 두 칸, 1,0001{,}000배는 세 칸이다.

1010으로 나누면 반대다. 48.3÷1048.3 \div 10은 모든 숫자가 한 자리씩 오른쪽으로 가서 4.834.83이다. 자연수에서 "1010배는 뒤에 00을 붙인다"고 했던 것도 이 규칙의 특수한 경우다. 23×10=23023 \times 10 = 2302,32, 3이 한 자리씩 왼쪽으로 가고 빈 일의 자리를 00이 채운 것이다.

예제 2 · 빈자리는 0으로

(1) 0.35×1,0000.35 \times 1{,}000 (2) 6÷1006 \div 100을 구하여라.

풀이. (1) 세 자리 왼쪽으로. 0.350.35의 숫자 3,53, 5가 세 칸 옮겨 가면 백의 자리와 십의 자리에 서고, 빈 일의 자리는 00: 350350.

(2) 두 자리 오른쪽으로. 66이 소수 둘째 자리로 가고, 비는 일의 자리와 소수 첫째 자리를 00으로 채운다: 0.060.06.

검산:

(1)350÷1,000350 \div 1{,}000을 세 자리 오른쪽으로 되돌리면 0.350.35 ✓.
(2)0.06×100=60.06 \times 100 = 6 ✓.
주의

"소수점을 옮긴다"는 말을 기계적으로 외우면 (2)처럼 빈자리가 생길 때 0.60.6이라 쓰는 실수가 난다. 숫자가 자리를 옮기는 것이지 소수점이 혼자 움직이는 것이 아니다. 옮긴 뒤 빈자리는 반드시 00으로 채운다.

소수의 반올림

3.4563.456을 소수 둘째 자리까지 반올림하면 셋째 자리 6655 이상이므로 둘째 자리 5566으로 올려 3.463.46이다. 첫째 자리까지 반올림하면 둘째 자리 55를 보고 첫째 자리 4455로 올려 3.53.5. 자연수와 규칙이 같다. 구하려는 자리의 바로 아래 자리 하나만 본다.

예제 3 · 0이 남는 반올림

12.04912.049를 (1) 소수 둘째 자리까지, (2) 소수 첫째 자리까지 반올림하여라.

풀이. (1) 셋째 자리 9955 이상이므로 둘째 자리 4455로: 12.0512.05.

(2) 둘째 자리 4444 이하이므로 첫째 자리 00은 그대로: 12.012.0.

검산:

(1)12.04912.04912.0412.04보다 12.0512.05에 가깝다(0.0090.0090.0010.001) ✓.
(2)12.04912.04912.112.1보다 12.012.0에 훨씬 가깝다 ✓. (2)의 답을 1212라고 쓰면 "첫째 자리까지 반올림했다"는 정보가 사라지므로 12.012.0으로 쓴다.
참고

소수 감각을 기준 몇 개로 잡아 두면 크기가 바로 보인다. 0.50.5는 절반, 0.250.25는 절반의 절반, 0.10.1은 십분의 일, 0.990.99110.010.01 모자란 수. 0.980.98짜리 물건 44개는 44에 조금 못 미친다.

Goals
  • Extend the place-value ladder to the right of the ones place, read and write decimals, and say what each digit is worth.
  • Compare decimals by lining up places, and locate them on the number line.
  • Explain, using place value, why multiplying or dividing by 10,100,1,00010, 100, 1{,}000 shows up as a moving decimal point.
  • Round a decimal to any place.

Extending the ladder to the right

Each step to the left on the whole-number ladder was worth 1010 times more: 1,10,100,1, 10, 100, \ldots. Now walk the ladder the other way. One step to the right means dividing by 1010, so the place to the right of 11 is one piece of 11 cut into 1010 equal parts, that is, 0.10.1; the next place is 0.10.1 cut into 1010 again, 0.010.01. The dot marking where the ones place ends is the decimal point.

The place-value ladder. To the left of the point: 1, 10, 100; to the right: 0.1, 0.01, 0.001. A step left is times 10; a step right is divided by 10. 100 10 1 0.1 0.01 0.001 ×10 ÷10
The place-value ladder. To the left of the point: 1, 10, 100; to the right: 0.1, 0.01, 0.001. A step left is times 10; a step right is divided by 10.
DefinitionDecimals

A way of writing numbers with place values continuing past the decimal point. The first place to the right of the point is the tenths place (how many 0.10.1s), the next is the hundredths place (how many 0.010.01s), then the thousandths (0.0010.001s). One tenth, 0.10.1, is one piece of 11 cut into 1010 equal parts; it is also written 110\frac{1}{10}.

3.473.47 is 33 and 0.40.4 and 0.070.07 put together. In expanded form,

3.47=3+0.4+0.07.3.47 = 3 + 0.4 + 0.07.

It is read "three point four seven," naming the digits after the point one at a time. Reading it as "three point forty-seven" is avoided because the 4747 after the point is not one number "forty-seven" but two places: four 0.10.1s and seven 0.010.01s.

On a 100-cell grid, the four light rows are 0.4 and the seven dark cells are 0.07; together, 0.47. 0.4 + 0.07 = 0.47
On a 100-cell grid, the four light rows are 0.4 and the seven dark cells are 0.07; together, 0.47.

Cut a square into 100100 cells and each cell is 0.010.01, each row of 1010 cells is 0.10.1. Shading four rows and seven cells gives 0.470.47, which is 4747 cells. So 0.470.47 is also "forty-seven 0.010.01s." Read place by place it is 0.4+0.070.4 + 0.07; read all at once it is 4747 hundredths; same amount either way.

Zeros at the end, zeros in the middle

0.50.5 and 0.500.50 are the same number. On the grid, 0.50.5 is five rows, and five rows are 5050 cells, which is 0.500.50. Adding or removing zeros at the end of a decimal does not change its value. A zero in the middle, though, holds its place exactly as in whole numbers and cannot be dropped. 0.050.05 is not 0.50.5 but one tenth of it; the 00 says the tenths place is empty.

Watch out

1.81.8 and 1.801.80 are equal, but 1.81.8 and 1.081.08 are not. A trailing zero only fills out a place; a middle zero says "nothing here." It is the same reason 305305 and 3535 were different numbers.

Comparing: line up the places

Which is larger, 0.60.6 or 0.590.59? If you want to say "0.590.59, because 5959 is bigger than 66," that is whole-number instinct ("more digits means bigger") misfiring past the decimal point. After the point, longer does not mean larger. Compare in two stages: first the whole-number parts, and if they agree, the digits after the point from the highest place down. Padding with zeros to equal length makes it easy.

0.6=0.60,0.60>0.59.0.6 = 0.60, \qquad 0.60 > 0.59.

The tenths place, 6>56 > 5, already settles it. No matter how large the 99 in the hundredths place, it cannot overturn a difference in the tenths. This is "the first differing place decides," carried over from whole numbers.

The number line from 4 to 4.6, showing 4.05, 4.45, and 4.5. 4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.05 4.45 4.5
The number line from 4 to 4.6, showing 4.05, 4.45, and 4.5.
Example 1 · Putting decimals in order

Arrange 4.5, 4.05, 4.45, 4.0504.5,\ 4.05,\ 4.45,\ 4.050 from smallest to largest.

Solution. All have whole-number part 44. Pad to three decimal places: 4.500, 4.050, 4.450, 4.0504.500,\ 4.050,\ 4.450,\ 4.050. Now compare 500,50,450,50500, 50, 450, 50 after the point.

4.05=4.050<4.45<4.5.4.05 = 4.050 < 4.45 < 4.5.

Check on the number line: 4.054.05 sits just right of 44, 4.454.45 between 4.44.4 and 4.54.5, and 4.54.5 halfway from 44 to 55 ✓.

Times 10, times 100, and divided by 10

What is 2.75×102.75 \times 10? By place value, the 22 ones become 22 tens, the 77 tenths become 77 ones, and the 55 hundredths become 55 tenths. The digits are still 2,7,52, 7, 5, but every one of them has moved one place to the left. The result is 27.527.5. Saying the digits moved one place left is the same as saying the decimal point moved one place right. Multiplying by 100100 moves them two places, by 1,0001{,}000 three.

Dividing by 1010 is the reverse. 48.3÷1048.3 \div 10 moves every digit one place to the right: 4.834.83. The whole-number rule "times 1010 appends a 00" is a special case: in 23×10=23023 \times 10 = 230, the 22 and 33 moved one place left and a 00 filled the empty ones place.

Example 2 · Empty places get zeros

Find (1) 0.35×1,0000.35 \times 1{,}000 and (2) 6÷1006 \div 100.

Solution. (1) Three places to the left. The digits 3,53, 5 of 0.350.35 move three places, landing in the hundreds and tens, and the empty ones place gets a 00: 350350.

(2) Two places to the right. The 66 lands in the hundredths place, and the empty ones and tenths places are filled with 00s: 0.060.06.

Check:

(1)moving 350350 three places back to the right gives 0.350.35 ✓.
(2)0.06×100=60.06 \times 100 = 6 ✓.
Watch out

Memorizing "move the decimal point" mechanically leads to writing 0.60.6 in a case like (2), where empty places appear. It is the digits that move, not the point by itself. After moving, every empty place must be filled with a 00.

Rounding decimals

To round 3.4563.456 to the nearest hundredth, look at the thousandths digit 66: it is 55 or more, so the hundredths digit 55 goes up to 66, giving 3.463.46. To the nearest tenth, look at the hundredths digit 55 and raise the tenths digit 44 to 55: 3.53.5. The rule is the same as for whole numbers: look only at the single digit just to the right of the place you want.

Example 3 · When the rounding leaves a zero

Round 12.04912.049 (1) to the nearest hundredth, (2) to the nearest tenth.

Solution. (1) The thousandths digit 99 is 55 or more, so the hundredths digit 44 becomes 55: 12.0512.05.

(2) The hundredths digit 44 is 44 or less, so the tenths digit 00 stays: 12.012.0.

Check:

(1)12.04912.049 is nearer to 12.0512.05 than to 12.0412.04 (0.0010.001 versus 0.0090.009) ✓.
(2)12.04912.049 is far nearer to 12.012.0 than to 12.112.1 ✓. Writing the answer to (2) as 1212 would hide the fact that it was rounded to tenths, so it is written 12.012.0.
Note

A few benchmarks make the size of a decimal instantly visible: 0.50.5 is a half, 0.250.25 is half of a half, 0.10.1 is a tenth, and 0.990.99 is 0.010.01 short of 11. Four items at 0.980.98 each come to a little under 44.