内容正文:
专题2.1 有理数的运算(全章知识梳理与考点分类讲解)
第一部分【知识点归纳】
【知识点一】有理数的加法
1、加法法则:
(1)同号相加,取相同的符号,并把绝对值相加;
(2)异号两数相加,绝对值相等时何为0,绝对值不等时,取绝对值大的加数的符号,并用较大的绝对值减去较小的绝对值;
(3)一个数同0相加,仍得这个数。
2、运算律:交换律:a+b=b+a 结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
【知识点二】有理数的减法
减法法则:减去一个数等于加上这个数的相反数。
特别注意:将减法转化成加法时,注意两变:一是减号变加号,二是减数变为其相反数。
【知识点三】有理数的乘法
1、有理数乘法法则: ①两数相乘,同号得正,异号得负,绝对值相乘。②任何数与0相乘,积仍为0。
特别注意:(1)如果两个数互为倒数,则它们的乘积为1;(2)※乘法的交换律、结合律、分配律在有理数运算中同样适用。
2、有理数乘法运算步骤:①先确定积的符号;②求出各因数的绝对值的积;乘积为1的两个有理数互为倒数。
特别注意:①零没有倒数;②求分数的倒数,就是把分数的分子分母颠倒位置。带分数要先化成假分数;③正数的倒数是正数,负数的倒数是负数。
【知识点四】有理数的除法
有理数除法法则: ①两个有理数相除,同号得正,异号得负,并把绝对值相除。
②0除以任何非0的数都得0。0不可作为除数,否则无意义。
(
指数
底数
幂
)【知识点五】有理数的乘方
特别注意:①一个数可以看作是本身的一次方,如5=;②当底数是负数或分数时,要先用括号将底数括上,再在右上角写指数。
乘方的运算性质:
①正数的任何次幂都是正数;
②负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数;
③任何数的偶数次幂都是非负数;
④1的任何次幂都得1,0的任何次幂都得0;
⑤-1的偶次幂得1;-1的奇次幂得-1;
⑥在运算过程中,首先要确定幂的符号,然后再计算幂的绝对值。
【知识点六】有理数混合运算法则:
法则:①先算乘方,再算乘除,最后算加减。②如果有括号,先算括号里面的。
第二部分【题型展示与方法点拨】
【题型1】有理数的加减运算
【例1】(23-24七年级上·福建莆田·阶段练习)计算:
(1) (2)
(3) (4)
【变式1】(23-24七年级上·河南郑州·期末)已知有理数在数轴上的对应点如图,请化简,下列结果正确的是( )
A. B. C. D.
【变式2】(20-21七年级上·广东深圳·阶段练习)计算: .
【题型2】有理数的乘除运算
【例2】阅读下面的解题过程:
计算:
解:原式=第一步
第二步
第三步
解答下列问题:
(1)上面的解题过程中有两处错误:第一处错误是第______步,第二处错误是______步.
(2)写出正确求解原式的计算过程.
【变式1】(20-21七年级上·四川成都·期中)计算:32÷(﹣4)×的结果是( )
A.﹣16 B.16 C.﹣2 D.﹣
【变式2】(24-25七年级上·全国·假期作业)计算: .
【题型3】有理数的加减乘除混合运算
【例3】(2024七年级上·全国·专题练习)计算:
(1); (2) (3)
【变式1】(23-24七年级上·浙江杭州·开学考试)图中,能说明“”与“”相等的是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【变式2】(24-25七年级上·广西南宁·开学考试)计算:( )
【题型4】有理数的乘方及应用
【例4】(22-23七年级上·宁夏吴忠·期中)如图是某种细胞分裂示意图,这种细胞每过30分钟便由1个分裂成2个.根据此规律可得:
(1)这样的一个细胞经过2小时后可分裂成_______个细胞;
(2)这样的一个细胞经过n(n为正整数)小时后可分裂成_______个细胞.
【变式1】(2024·贵州·模拟预测)《2024年贵州省政府工作报告》中指出,省属高校“一校一址”布局调整基本完成.新增高等教育学位63500个,进入普及化发展阶段.数据63500用科学记数法可表示为( )
A. B. C. D.
【变式2】(20-21七年级上·广东深圳·期中)已知|m+3|与(n-2)2互为相反数,那么mn等于 .
【题型5】含乘方的加减乘除混合运算
【例5】(22-23七年级上·四川达州·期末)计算.
(1); (2).
【变式1】(23-24六年级下·上海黄浦·期中)下列计算正确的是( )
A. B.
C. D.
【变式2】(23-24七年级上·江苏徐州·期末)在远古时期,人们通常通过在绳子上打结来记录数量,即“结绳计数”,类似现在我们熟悉的“进位制”.如图所示是一位母亲记录孩子出生后的天数,在从右向左依次排列的不同绳子上打结,满四进一,根据图示可知,孩子已经出生的天数是 天.
【题型6】用简便方法进行有理数运算
【例6】(23-24七年级上·黑龙江大庆·阶段练习)计算:有简便算法的要简便算
(1); (2).
【变式1】(23-24七年级上·浙江·期末)用简便方法计算:,其结果是( )
A.2 B.1 C.0 D.
【变式2】(2024七年级上·江苏·专题练习)在数学中,为了简便计算记,,,,.则 .
【题型7】有理数加减混合运算的应用
【例7】(24-25七年级上·重庆·开学考试)某天爸开车送小红到距学校1000米的地方后,让她步行去学校,结果小红这天从家到学校用了22.5分钟,若小红骑自行车从家去学校需40分钟,她平时每分钟步行80米.骑自行车比爸爸开车平均每分钟慢800米,求小红家到学校的距离?
【变式1】(23-24七年级下·四川成都·开学考试)由若干名同学站成一个中空的三层方阵,已知最外层的每边上有人,这个方阵中一共有( )名同学.
A. B. C. D.
【变式2】(24-25七年级上·江苏南京·开学考试)有数组,,, ……, 那么第2016组中三个数之和的末位数字是
第三部分【中考链接与拓展延伸】
1、直通中考
【例1】(2024·四川巴中·中考真题)实数在数轴上对应点的位置如图所示,下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【例2】(2024·陕西·中考真题)小华探究“幻方”时,提出了一个问题:如图,将0,,,1,2这五个数分别填在五个小正方形内,使横向三个数之和与纵向三个数之和相等,则填入中间位置的小正方形内的数可以是 .(写出一个符合题意的数即可)
2、拓展延伸
【例1】(2024七年级·全国·竞赛)某人从地去地,以每分钟米的速度行进,他先前进米,再后退米,又前进米,再后退米……
(1)小时后他离地多远?
(2)若、两地相距米,他可能到达地吗?如果能,需要多长时间?如不能,请说明理由.
【例2】(23-24七年级上·广东汕头·期末)【概念探究】在学习了有理数的乘方运算后.小芳对类似于这样几个相同有理数(均不等于0)的除法运算产生了兴趣,决定探究学习.经过查阅资料,类比有理数的乘方运算,小芳知道这种除法运算叫做除方,并把记作,读作“的4次商”.
【概念归纳】一般地,我们把个()相除记作,读作“的次商”
(1)【概念理解】直接写出结果:_______________.
(2)关于除方,下列说法正确的是:________(填序号)
①任何非零数的2次商都等于1;②对于任何正整数,;③;
④负数的奇数次商结果是负数,负数的偶数次商结果是正数
(3)【概念运用】经过探究,小芳发现有理数的除方运算可转化为乘方运算,例:.仿照上面的算式,将下列运算结果直接写成乘方(幂)的形式:
____________________;__________.
(4)计算:.
1
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专题2.1 有理数的运算(全章知识梳理与考点分类讲解)
第一部分【知识点归纳】
【知识点一】有理数的加法
1、加法法则:
(1)同号相加,取相同的符号,并把绝对值相加;
(2)异号两数相加,绝对值相等时何为0,绝对值不等时,取绝对值大的加数的符号,并用较大的绝对值减去较小的绝对值;
(3)一个数同0相加,仍得这个数。
2、运算律:交换律:a+b=b+a 结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
【知识点二】有理数的减法
减法法则:减去一个数等于加上这个数的相反数。
特别注意:将减法转化成加法时,注意两变:一是减号变加号,二是减数变为其相反数。
【知识点三】有理数的乘法
1、有理数乘法法则: ①两数相乘,同号得正,异号得负,绝对值相乘。②任何数与0相乘,积仍为0。
特别注意:(1)如果两个数互为倒数,则它们的乘积为1;(2)※乘法的交换律、结合律、分配律在有理数运算中同样适用。
2、有理数乘法运算步骤:①先确定积的符号;②求出各因数的绝对值的积;乘积为1的两个有理数互为倒数。
特别注意:①零没有倒数;②求分数的倒数,就是把分数的分子分母颠倒位置。带分数要先化成假分数;③正数的倒数是正数,负数的倒数是负数。
【知识点四】有理数的除法
有理数除法法则: ①两个有理数相除,同号得正,异号得负,并把绝对值相除。
②0除以任何非0的数都得0。0不可作为除数,否则无意义。
(
指数
底数
幂
)【知识点五】有理数的乘方
特别注意:①一个数可以看作是本身的一次方,如5=;②当底数是负数或分数时,要先用括号将底数括上,再在右上角写指数。
乘方的运算性质:
①正数的任何次幂都是正数;
②负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数;
③任何数的偶数次幂都是非负数;
④1的任何次幂都得1,0的任何次幂都得0;
⑤-1的偶次幂得1;-1的奇次幂得-1;
⑥在运算过程中,首先要确定幂的符号,然后再计算幂的绝对值。
【知识点六】有理数混合运算法则:
法则:①先算乘方,再算乘除,最后算加减。②如果有括号,先算括号里面的。
第二部分【题型展示与方法点拨】
【题型1】有理数的加减运算
【例1】(23-24七年级上·福建莆田·阶段练习)计算:
(1) (2)
(3) (4)
【答案】(1) (2)6.3 (3) (4)0
【分析】本题考查有理数的混合运算;
(1)根据有理数的加减运算法则即可求解;
(2)把各数统一为小数,即可求解;
(3)利用结合律即可求解;
(4)先求绝对值,再各数统一为小数,即可求解.
解:(1)
;
(2)
;
(3)
;
(4)
.
【变式1】(23-24七年级上·河南郑州·期末)已知有理数在数轴上的对应点如图,请化简,下列结果正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了有理数的运算,数轴与绝对值,先根据数轴判断出、、、的符号,再根据绝对值的性质去掉绝对值符号后进行计算即可求解,由是解题的关键.
解:由数轴可得,,,
∴,,,
∴原式
,
,
故选:.
【变式2】(20-21七年级上·广东深圳·阶段练习)计算: .
【答案】/
【分析】本题考查化简绝对值,有理数的加法.在本题中应先化简,再计算.先根据绝对值的性质化简,再从第二项开始依次相加即可得出结果.
解:原式
,
故答案为:.
【题型2】有理数的乘除运算
【例2】阅读下面的解题过程:
计算:
解:原式=第一步
第二步
第三步
解答下列问题:
(1)上面的解题过程中有两处错误:第一处错误是第______步,第二处错误是______步.
(2)写出正确求解原式的计算过程.
【答案】(1)二;三 (2)见解析
【分析】(1)根据有理数的乘除运算法则,从左往右,进行计算;
(2)先通分,计算小括号的,然后从左往右依次计算,即可.
解:(1)∵乘除运算属于同级运算,同级运算中,从左往右,进行计算
∴第二步应该先计算,化除法为乘法:
∴第二步计算错误;
∵同号为正,负负为正
∴去括号银行应该为正数
∴第三步错误.
(2)
原式
.
【点拨】本题考查有理数的知识,解题的关键是掌握有理数乘除混合运算,运算顺序和符号是易错点.
【变式1】(20-21七年级上·四川成都·期中)计算:32÷(﹣4)×的结果是( )
A.﹣16 B.16 C.﹣2 D.﹣
【答案】C
【分析】根据有理数乘除法的运算法则计算可求解.
解:原式=﹣8×
=﹣2.
故选:C.
【点拨】本题考查了有理数的乘除,解题关键是熟练掌握有理数乘除法的法则,准确运用法则进行计算.
【变式2】(24-25七年级上·全国·假期作业)计算: .
【答案】
【分析】本题考查了分数四则运算的简算,把应用乘法分配律展开,再把、、展开成整数和分数的和,然后整数和整数一起简算,分数和分数一起简算,再结合减法的性质解答,灵活应用乘法分配律、减法性质是解题的关键.
解:
,
故答案为:.
【题型3】有理数的加减乘除混合运算
【例3】(2024七年级上·全国·专题练习)计算:
(1); (2) (3)
【答案】(1) (2)1 (3)30
【分析】本题考查了有理数的混合运算,解决本题的关键是熟练掌握有理数的运算律
(1)直接利用乘法的分配律进行简便运算即可;
(2)先把除法化为乘法,再计算即可;
(3)逆用乘法的分配律,进行简便运算即可.
解:(1)
;
(2)
;
(3)
【变式1】(23-24七年级上·浙江杭州·开学考试)图中,能说明“”与“”相等的是( )
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
【答案】B
【分析】本题考查有理数的混合运算,熟练掌握运算法则是解答本题的关键.根据图形,可以分别写出四幅图所列的算式,然后即可判断哪个选项符合题意.
解:由图可知,
图①求得是线段的长;
图②求得是大长方形的面积:;
图③求得是总的球的个数:;
图④求得是总的钱数:(元);
由上可得,能说明“”与“”相等的是②③,
故选:B.
【变式2】(24-25七年级上·广西南宁·开学考试)计算:( )
【答案】
【分析】本题主要考查了有理数的混合运算,解答此题关键是找出解题的规律.根据裂项相消的方法把原式化为,再计算即可.
解:
;
故答案为.
【题型4】有理数的乘方及应用
【例4】(22-23七年级上·宁夏吴忠·期中)如图是某种细胞分裂示意图,这种细胞每过30分钟便由1个分裂成2个.根据此规律可得:
(1)这样的一个细胞经过2小时后可分裂成_______个细胞;
(2)这样的一个细胞经过n(n为正整数)小时后可分裂成_______个细胞.
【答案】(1)16 (2)
【分析】(1)根据题意,2小时是4个30分钟,从而得到答案;
(2)经过n小时即个30分钟,根据题意,得到规律,即可得到答案.
解:(1)经过2小时,即第4个30分钟后,可分裂成个细胞,
∴经过2小时后,可分裂成16个细胞;
故答案为:16;
(2)解:根据题意,一个细胞第1个30分钟分裂成2个,即个细胞;
第2个30分钟分裂成4个,即个;
…
依此类推,第n个30分钟分裂为个细胞;
经过n小时即个30分钟分裂为个细胞;
故答案为:.
【点拨】本题考查幂的应用,熟记幂的相关定义及计算是解决问题的关键.
【变式1】(2024·贵州·模拟预测)《2024年贵州省政府工作报告》中指出,省属高校“一校一址”布局调整基本完成.新增高等教育学位63500个,进入普及化发展阶段.数据63500用科学记数法可表示为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题主要考查了科学记数法,科学记数法的表现形式为的形式,其中,n为整数,确定n的值时,要看把原数变成a时,小数点移动了多少位,n的绝对值与小数点移动的位数相同,当原数绝对值大于等于10时,n是正数,当原数绝对值小于1时n是负数;由此进行求解即可得到答案.
解:,
故选B.
【变式2】(20-21七年级上·广东深圳·期中)已知|m+3|与(n-2)2互为相反数,那么mn等于 .
【答案】9
【分析】根据互为相反数的两个数的和等于0列出方程,再根据非负数的性质列方程求出m、n的值,然后代入代数式进行计算即可得解.
解:∵|m+3|与(n-2)2互为相反数,
∴|m+3|+(n-2)2=0,
∴m+3=0,n-2=0,
解得m=-3,n=2,
所以,mn=(-3)2=9.
故答案为:9.
【点拨】本题考查了非负数的性质:几个非负数的和为0时,这几个非负数都为0.
【题型5】含乘方的加减乘除混合运算
【例5】(22-23七年级上·四川达州·期末)计算.
(1); (2).
【答案】(1) (2)
【分析】本题主要考查了含乘方的有理数混合计算:
(1)先根据乘法分配律去括号,然后计算乘方,再计算乘法,最后计算加减法即可;
(2)先计算乘方,再计算除法,最后计算加减法即可.
解:(1)
;
(2)
.
【变式1】(23-24六年级下·上海黄浦·期中)下列计算正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】本题考查了有理数的运算,解题的关键是掌握有理数的相关运算法则.根据有理数得到加法法则、有理数的乘法和有理数的乘方,逐一判断即可.
解:A、,故选项A不符合题意;
B、,故选项B不符合题意;
C、,故选项C不符合题意;
D、,故选项D符合题意;
故选:D.
【变式2】(23-24七年级上·江苏徐州·期末)在远古时期,人们通常通过在绳子上打结来记录数量,即“结绳计数”,类似现在我们熟悉的“进位制”.如图所示是一位母亲记录孩子出生后的天数,在从右向左依次排列的不同绳子上打结,满四进一,根据图示可知,孩子已经出生的天数是 天.
【答案】27
【分析】本题以数学文化为载体,主要考查了进位制等基础知识和运算能力.解题的关键是会将四进制转化成十进制.
由题可知,孩子出生的天数的四进制数为123,化为十进制数即可.
解:根据题意得:
孩子出生的天数的四进制数为123,化为十进制数为:(天),孩子已经出生的天数是27天.
故答案为:27.
【题型6】用简便方法进行有理数运算
【例6】(23-24七年级上·黑龙江大庆·阶段练习)计算:有简便算法的要简便算
(1); (2).
【答案】(1) (2)3
【分析】(1)先确定积的符号,再逆用乘法分配律进行简便运算即可;
(2)先计算括号内的运算与乘方运算,再计算乘除运算,最后计算加减运算即可.
解:(1)
;
(2)
.
【点拨】本题考查的是乘法分配律的应用,含乘方的有理数的混合运算,掌握混合运算的运算顺序是解本题的关键.
【变式1】(23-24七年级上·浙江·期末)用简便方法计算:,其结果是( )
A.2 B.1 C.0 D.
【答案】B
【分析】本题考查了乘法运算律.熟练掌握乘法运算律是解题的关键.
利用乘法运算律计算求解即可.
解:
,
故选:B.
【变式2】(2024七年级上·江苏·专题练习)在数学中,为了简便计算记,,,,.则 .
【答案】1
【分析】本题主要考查了有理数的四则混合运算,依照题目给出的范例,正确理解“”是计算关键,“”是阶乘的符号,“”表示从1到n的n个连续自然数的乘积.此题先用自定义变成常规式子,再按照运算顺序计算.
解:,
.
故答案为:1.
【题型7】有理数加减混合运算的应用
【例7】(24-25七年级上·重庆·开学考试)某天爸开车送小红到距学校1000米的地方后,让她步行去学校,结果小红这天从家到学校用了22.5分钟,若小红骑自行车从家去学校需40分钟,她平时每分钟步行80米.骑自行车比爸爸开车平均每分钟慢800米,求小红家到学校的距离?
【答案】小红家到学校的距离是米
【分析】本题考查了有理数的混合运算的实际应用,根据题意可求得这天小红步行花的时间,从而可得到小红这天坐车的时间,再根据题意可得开车分钟比骑自行车多跑的距离,结合到学校剩余的距离骑自行车还需要分钟可求得骑自行车的速度,从而可求得小红家到学校的距离.
解:由题可得:这天小红步行花的时间为(分钟),
这天小红坐车(分钟),
开车分钟比骑自行车多跑的距离(米),
此时到学校剩余的距离(米)
骑自行车还需要(分钟),
骑自行车的速度(米/分钟)
小红家到学校的距离(米),
答:小红家到学校的距离是米.
【变式1】(23-24七年级下·四川成都·开学考试)由若干名同学站成一个中空的三层方阵,已知最外层的每边上有人,这个方阵中一共有( )名同学.
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】此题考查了有理数四则混合运算的应用,根据公式“空心方阵的总人数(最外层每边人数空心方阵层数)空心方阵的层数”,代入数据进行解答即可.
解:根据题意可得,
(人),
即这个方阵中一共有名同学.
故选:B
【变式2】(24-25七年级上·江苏南京·开学考试)有数组,,, ……, 那么第2016组中三个数之和的末位数字是
【答案】8
【分析】本题主要考查了有理数乘法以及加法的应用,根据题意可知第2016组数据为: ,则可得出三个数的末尾数都是6,相加即可得出答案.
解:∵有数组,,, ……,
∴第2016组数据为: ,
∴第一个数的末尾数是:6
第二位数的末尾数是:,也是6,
第三位数的末尾数是:,也是6,
∴,
故第2016组中三个数之和的末位数字是:8,
故答案为:8.
第三部分【中考链接与拓展延伸】
1、直通中考
【例1】(2024·四川巴中·中考真题)实数在数轴上对应点的位置如图所示,下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】本题主要考查利用数轴比较大小.实数,在数轴上对应点的位置可知,,,由此即可求解.
解:由题意得,,,则,
∴,,,
观察四个选项,选项D符合题意.
故选:D.
【例2】(2024·陕西·中考真题)小华探究“幻方”时,提出了一个问题:如图,将0,,,1,2这五个数分别填在五个小正方形内,使横向三个数之和与纵向三个数之和相等,则填入中间位置的小正方形内的数可以是 .(写出一个符合题意的数即可)
【答案】0
【分析】本题考查有理数的运算,根据横向三个数之和与纵向三个数之和相等,进行填写即可得出结果.
解:由题意,填写如下:
,满足题意;
故答案为:0.
2、拓展延伸
【例1】(2024七年级·全国·竞赛)某人从地去地,以每分钟米的速度行进,他先前进米,再后退米,又前进米,再后退米……
(1)小时后他离地多远?
(2)若、两地相距米,他可能到达地吗?如果能,需要多长时间?如不能,请说明理由.
【答案】(1)小时后,这个人离地米. (2)能到达地,需要分钟.
【分析】本题考查了有理数加法的应用,读懂题意,找出规律,准确进行计算是解答本题的关键.
(1)根据题意,小时共行(米),,当时,,由此得到答案.
(2)由,得到他走的总路程是,再由路程、速度、时间的关系,求出答案.
(1)解:根据题意得:
小时共行(米),
又,
当时,,
(米),
答:小时后,这个人离地米.
(2)
,
他走的总路程是:
,
,
,
(米)
(分钟),
答:能到达地,需要分钟.
【例2】(23-24七年级上·广东汕头·期末)【概念探究】在学习了有理数的乘方运算后.小芳对类似于这样几个相同有理数(均不等于0)的除法运算产生了兴趣,决定探究学习.经过查阅资料,类比有理数的乘方运算,小芳知道这种除法运算叫做除方,并把记作,读作“的4次商”.
【概念归纳】一般地,我们把个()相除记作,读作“的次商”
(1)【概念理解】直接写出结果:_______________.
(2)关于除方,下列说法正确的是:________(填序号)
①任何非零数的2次商都等于1;②对于任何正整数,;③;
④负数的奇数次商结果是负数,负数的偶数次商结果是正数
(3)【概念运用】经过探究,小芳发现有理数的除方运算可转化为乘方运算,例:.仿照上面的算式,将下列运算结果直接写成乘方(幂)的形式:
____________________;__________.
(4)计算:.
【答案】(1) (2)①④ (3), (4)
【分析】本题考查了新定义下的实数运算、有理数的混合运算:
(1)根据所给的例子进行计算即可;
(2)结合除方的定义进行分析即可;
(3)根据除方的运算方式进行求解即可;
(4)结合除方的运算方式运算即可;
解答的关键是对相应的运算法则的掌握.
(1)解:由题意得,
故答案为:;
(2)解:①任何非零数的2次商都等于这两个数相除,所以结果为1,该说法正确,
②对于任何正整数,当n为奇数时,,当n为偶数时,,所以原说法错误,
③,,则,原说法错误,
④负数的奇数次商结果是负数,负数的偶数次商结果是正数,说法正确,
故答案为:①④;
(3)解:由题意可得:
=,
=,
故答案为:,;
(4)解:
=
=
=
=
=
=.
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