内容正文:
1.2 数轴、相反数和绝对值
学习目标
1. 理解数轴的三要素(原点、正方向、单位长度),能正确画出数轴。
2. 掌握用数轴上的点表示有理数的方法,理解有理数与数轴上点的对应关系。
3. 理解相反数的概念,能求出一个数的相反数,掌握相反数的几何意义。
4. 理解绝对值的几何意义,即数轴上表示数的点到原点的距离。
5. 掌握求一个数的绝对值的方法,并能利用绝对值的性质解决简单问题。
6. 学会根据数轴上点的位置关系确定原点的位置。
7. 理解并运用绝对值的非负性。
8. 能够正确化简含有多重符号的数。
9. 初步掌握相反数在实际问题中的简单应用。
知识点讲解
1. 数轴的三要素
数轴是规定了原点、正方向和单位长度的直线。
· 原点:数轴上的基准点,通常用0表示,它是正负数的分界点。
· 正方向:通常规定数轴向右(或向上)为正方向,用箭头表示。
· 单位长度:数轴上量取距离的标准,根据需要选取适当的长度作为一个单位长度。
这三个要素缺一不可,共同确定了一条数轴。
2. 用数轴上的点表示有理数
每一个有理数都可以用数轴上的一个唯一的点来表示。
· 表示正数的点在原点的右边。
· 表示负数的点在原点的左边。
· 原点表示数0。
一般地,设a是一个正数,则数轴上表示数a的点在原点的右边,与原点的距离是a个单位长度;表示数-a的点在原点的左边,与原点的距离是a个单位长度。
3. 相反数的定义
代数定义:只有符号不同的两个数,叫做互为相反数。也就是说,如果两个数相加得0,那么这两个数互为相反数。
例如,5和-5互为相反数,和互为相反数。
· 数a的相反数记作 -a。
· 0的相反数是0本身。
· 互为相反数的两个数之和为0,即若a与b互为相反数,则a + b = 0。
几何意义:在数轴上,表示互为相反数的两个点(0除外)分别位于原点的两侧,并且到原点的距离相等。
4. 绝对值的几何意义
在数轴上,一个数所对应的点与原点的距离叫做这个数的绝对值。
数a的绝对值记作 |a|。
例如,数轴上表示-3的点与原点的距离是3,所以-3的绝对值是3,记作 |-3| = 3;表示5的点与原点的距离是5,所以5的绝对值是5,记作 |5| = 5;表示0的点与原点的距离是0,所以0的绝对值是0,记作 |0| = 0。
5. 求一个数的绝对值
根据绝对值的几何意义,可以得到求一个数的绝对值的法则:
1. 一个正数的绝对值是它本身;
2. 一个负数的绝对值是它的相反数;
3. 0的绝对值是0。
用数学式子表示为:
当 a > 0 时,|a| = a;
当 a = 0 时,|a| = 0;
当 a < 0 时,|a| = -a。
6. 数轴上找原点
在已知一些点所表示的数或它们之间的距离关系的数轴片段中,可以通过分析这些已知条件来确定原点的位置。关键在于利用数轴上点的位置关系(左右)和距离(单位长度的个数)来建立等式或方程。
7. 绝对值非负性
由绝对值的定义可知,任何一个数的绝对值都是非负数,即对于任意有理数a,都有 |a| ≥ 0。
绝对值的非负性是绝对值的一个重要性质,在解决许多数学问题时都会用到。例如,若几个非负数的和为0,则每个非负数都必须为0。
8. 化简多重符号
一个数前面有多重符号时,可以根据相反数的意义化简。
· “+”号可以省略不写。
· 一个数前面有偶数个“-”号时,结果为正。
· 一个数前面有奇数个“-”号时,结果为负。
可简记为“奇负偶正”(只考虑“-”号的个数)。
例如:-(-5) 表示 -5 的相反数,所以 -(-5) = 5;-(+3) 表示 +3 的相反数,所以 -(+3) = -3;-[-(-2)] 中“-”号有3个(奇数),所以结果为负,即 -[-(-2)] = -2。
9. 相反数的应用
相反数的应用主要体现在以下几个方面:
· 利用相反数的定义求一个数的相反数。
· 利用互为相反数的两个数的和为0的性质进行计算或解方程。
· 在数轴上表示互为相反数的点。
· 在实际问题中,表示具有相反意义的量。
例题解析
例题1:判断下列关于数轴的说法是否正确,并说明理由。
(1) 数轴是一条直线。
(2) 数轴上原点左边表示的数是负数,右边表示的数是正数,原点表示0。
(3) 任何一个有理数都可以用数轴上的一个点来表示。
(4) 数轴上离原点越远的点表示的数越大。
例题2:写出下列各数的相反数:
.8
例题3:求下列各数的绝对值:
(1) |+6| (2) |-3.
例题4:已知数轴上有A、B两点,A点表示的数是3,B点与A点的距离是5个单位长度,且B点在A点的左侧,试确定数轴的原点位置。
例题5:若 |x| + |y| = 0,求x和y的值。
例题6:化简下列各数的符号:
(1) -(-8) (2) +(-6) (3) -[-(+2)] (4) -(-(-3))
巩固练习
一、选择题
1. 下列关于数轴的说法中,正确的是( )
A. 数轴是一条规定了原点、正方向和单位长度的射线
B. 数轴上原点左边的数表示负数,右边的数表示正数
C. 数轴上的点只能表示整数
D. 数轴上离原点越远的点表示的数越大
2. -(-4)的相反数是( )
A. 4 B. -4 C..
3. 下列各数中,绝对值最大的是( )
A. -3 B. 0 C. 1 D. 2
4. 若 |a| = a,则 a 是( )
A. 正数 B. 负数 C. 非正数 D. 非负数
5. 数轴上点 A 表示的数是 -2,点 B 与点 A 关于原点对称,则点 B 表示的数是( )
A. 2 B. -2 C..
二、填空题
6. 数轴的三要素是:原点、( ) 和( )。
7. 3 的相反数是_________,的相反数是_________,0的相反数是_________。
8. |-7| = _________,|0| = _________,|3.14| = _________。
9. 若 |x - 1| = 0,则 x = _________。
三、解答题
10写出下列各数的绝对值,并比较它们的大小:-5,3,-2.5,0,4.1。
11已知 a 是 -(-5) 的相反数,b 是 -1 的绝对值,求 a + b 的值。
12若 |a| = 4,|b| = 3,且 a > 0,b < 0,求 a、b 的值。
13化简下列各式:
(1) -[-(+8)]
(2) +[-(-(-9))]
14已知数轴上点 M 表示的数是 -2,点 N 与点 M 的距离是 3 个单位长度,求点 N 表示的数,并指出点 N 与原点的距离。
15若 |a| + |b - 2| = 0,求 a 和 b 的值。
16一个数在数轴上所对应的点向右移动5个单位长度后得到它的相反数的对应点,求这个数。
17已知 |x| = 3,|y| = 5,且 x < y,求 x + y 的值。
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1.2 数轴、相反数和绝对值
学习目标
1. 理解数轴的三要素(原点、正方向、单位长度),能正确画出数轴。
2. 掌握用数轴上的点表示有理数的方法,理解有理数与数轴上点的对应关系。
3. 理解相反数的概念,能求出一个数的相反数,掌握相反数的几何意义。
4. 理解绝对值的几何意义,即数轴上表示数的点到原点的距离。
5. 掌握求一个数的绝对值的方法,并能利用绝对值的性质解决简单问题。
6. 学会根据数轴上点的位置关系确定原点的位置。
7. 理解并运用绝对值的非负性。
8. 能够正确化简含有多重符号的数。
9. 初步掌握相反数在实际问题中的简单应用。
知识点讲解
1. 数轴的三要素
数轴是规定了原点、正方向和单位长度的直线。
· 原点:数轴上的基准点,通常用0表示,它是正负数的分界点。
· 正方向:通常规定数轴向右(或向上)为正方向,用箭头表示。
· 单位长度:数轴上量取距离的标准,根据需要选取适当的长度作为一个单位长度。
这三个要素缺一不可,共同确定了一条数轴。
2. 用数轴上的点表示有理数
每一个有理数都可以用数轴上的一个唯一的点来表示。
· 表示正数的点在原点的右边。
· 表示负数的点在原点的左边。
· 原点表示数0。
一般地,设a是一个正数,则数轴上表示数a的点在原点的右边,与原点的距离是a个单位长度;表示数-a的点在原点的左边,与原点的距离是a个单位长度。
3. 相反数的定义
代数定义:只有符号不同的两个数,叫做互为相反数。也就是说,如果两个数相加得0,那么这两个数互为相反数。
例如,5和-5互为相反数,和互为相反数。
· 数a的相反数记作 -a。
· 0的相反数是0本身。
· 互为相反数的两个数之和为0,即若a与b互为相反数,则a + b = 0。
几何意义:在数轴上,表示互为相反数的两个点(0除外)分别位于原点的两侧,并且到原点的距离相等。
4. 绝对值的几何意义
在数轴上,一个数所对应的点与原点的距离叫做这个数的绝对值。
数a的绝对值记作 |a|。
例如,数轴上表示-3的点与原点的距离是3,所以-3的绝对值是3,记作 |-3| = 3;表示5的点与原点的距离是5,所以5的绝对值是5,记作 |5| = 5;表示0的点与原点的距离是0,所以0的绝对值是0,记作 |0| = 0。
5. 求一个数的绝对值
根据绝对值的几何意义,可以得到求一个数的绝对值的法则:
1. 一个正数的绝对值是它本身;
2. 一个负数的绝对值是它的相反数;
3. 0的绝对值是0。
用数学式子表示为:
当 a > 0 时,|a| = a;
当 a = 0 时,|a| = 0;
当 a < 0 时,|a| = -a。
6. 数轴上找原点
在已知一些点所表示的数或它们之间的距离关系的数轴片段中,可以通过分析这些已知条件来确定原点的位置。关键在于利用数轴上点的位置关系(左右)和距离(单位长度的个数)来建立等式或方程。
7. 绝对值非负性
由绝对值的定义可知,任何一个数的绝对值都是非负数,即对于任意有理数a,都有 |a| ≥ 0。
绝对值的非负性是绝对值的一个重要性质,在解决许多数学问题时都会用到。例如,若几个非负数的和为0,则每个非负数都必须为0。
8. 化简多重符号
一个数前面有多重符号时,可以根据相反数的意义化简。
· “+”号可以省略不写。
· 一个数前面有偶数个“-”号时,结果为正。
· 一个数前面有奇数个“-”号时,结果为负。
可简记为“奇负偶正”(只考虑“-”号的个数)。
例如:-(-5) 表示 -5 的相反数,所以 -(-5) = 5;-(+3) 表示 +3 的相反数,所以 -(+3) = -3;-[-(-2)] 中“-”号有3个(奇数),所以结果为负,即 -[-(-2)] = -2。
9. 相反数的应用
相反数的应用主要体现在以下几个方面:
· 利用相反数的定义求一个数的相反数。
· 利用互为相反数的两个数的和为0的性质进行计算或解方程。
· 在数轴上表示互为相反数的点。
· 在实际问题中,表示具有相反意义的量。
例题解析
例题1:判断下列关于数轴的说法是否正确,并说明理由。
(1) 数轴是一条直线。
(2) 数轴上原点左边表示的数是负数,右边表示的数是正数,原点表示0。
(3) 任何一个有理数都可以用数轴上的一个点来表示。
(4) 数轴上离原点越远的点表示的数越大。
解析:
(1) 数轴是规定了原点、正方向和单位长度的直线,所以仅说数轴是一条直线不完整。故(1)错误。
(2) 数轴的三要素包括正方向,通常规定向右为正方向,因此原点左边是负数,右边是正数,原点是0。故(2)正确。
(3) 数轴上的点与实数一一对应,有理数是实数的一部分,所以任何有理数都能用数轴上的点表示。故(3)正确。
(4) 数轴上,右边的点表示的数总比左边的点表示的数大。离原点远的点,如果在原点左边(负数),则数值反而小。故(4)错误。
答案:(1)错误;(2)正确;(3)正确;(4)错误。
例题2:写出下列各数的相反数:
.8
解析:
根据相反数的定义,只有符号不同的两个数互为相反数。
(1) 5 的相反数是 -5。
(2) -7 的相反数是 7。
(3) 0 的相反数是 0。
的相反数是。
(5) -3.8 的相反数是 3.8。
答案:(1) -5;(2) 7;(3) 0;;(5) 3.8。
例题3:求下列各数的绝对值:
(1) |+6| (2) |-3.
解析:
根据绝对值的定义,正数的绝对值是它本身,负数的绝对值是它的相反数,0的绝对值是0。
(1) +6 是正数,所以 |+6| = 6。
(2) -3.5 是负数,所以 |-3.5| = 3.5。
(3) |0| = 0。
是负数,所以。
(5) 先化简 -(+2) = -2,-2 是负数,所以 |-(+2)| = |-2| = 2。
答案:(1) 6;(2) 3.5;(3) 0;;(5) 2。
例题4:已知数轴上有A、B两点,A点表示的数是3,B点与A点的距离是5个单位长度,且B点在A点的左侧,试确定数轴的原点位置。
解析:
因为B点在A点的左侧,A点表示的数是3,B点与A点的距离是5个单位长度,所以B点表示的数是 3 - 5 = -2。此时我们知道了A点3和B点-2在数轴上的位置。要确定原点,只需要找到表示0的点。从B点-2向右移动2个单位长度,或者从A点3向左移动3个单位长度,即为原点。
答案:原点在B点右侧2个单位长度处(或在A点左侧3个单位长度处)。
例题5:若 |x| + |y| = 0,求x和y的值。
解析:
因为绝对值具有非负性,即 |x| ≥ 0,|y| ≥ 0。
两个非负数的和为0,那么这两个非负数必须都为0。
所以 |x| = 0 且 |y| = 0。
因此 x = 0,y = 0。
答案:x = 0,y = 0。
例题6:化简下列各数的符号:
(1) -(-8) (2) +(-6) (3) -[-(+2)] (4) -(-(-3))
解析:
根据多重符号化简法则“奇负偶正”(只看“-”号的个数)。
(1) -(-8):“-”号个数为2(偶数),结果为正,所以 -(-8) = 8。
(2) +(-6):“+”号可省略,“-”号个数为1(奇数),结果为负,所以 +(-6) = -6。
(3) -[-(+2)]:先看内层 -(+2) = -2,再看外层 -(-2),“-”号个数为2(偶数),结果为正,所以 -[-(+2)] = 2。也可直接数总“-”号个数:2个(偶数),结果为正,2的本身是2。
(4) -(-(-3)):“-”号个数为3(奇数),结果为负,所以 -(-(-3)) = -3。
答案:(1) 8;(2) -6;(3) 2;(4) -3。
巩固练习
一、选择题
1. 下列关于数轴的说法中,正确的是( )
A. 数轴是一条规定了原点、正方向和单位长度的射线
B. 数轴上原点左边的数表示负数,右边的数表示正数
C. 数轴上的点只能表示整数
D. 数轴上离原点越远的点表示的数越大
答案与解析:B
解析:数轴是直线,不是射线,A错误;数轴上的点可以表示任何有理数,不仅仅是整数,C错误;数轴上原点右边离原点越远的数越大,原点左边离原点越远的数越小,D错误。B选项正确。
2. -(-4)的相反数是( )
A. 4 B. -4 C..
答案与解析:B
解析:先化简 -(-4) = 4,4 的相反数是 -4。所以 -(-4) 的相反数是 -4。
3. 下列各数中,绝对值最大的是( )
A. -3 B. 0 C. 1 D. 2
答案与解析:A
解析:|-3| = 3,|0| = 0,|1| = 1,|2| = 2。3 最大,所以绝对值最大的是 -3。
4. 若 |a| = a,则 a 是( )
A. 正数 B. 负数 C. 非正数 D. 非负数
答案与解析:D
解析:正数的绝对值是它本身,0的绝对值是0(也是它本身),所以当 |a| = a 时,a 是非负数(正数或0)。
5. 数轴上点 A 表示的数是 -2,点 B 与点 A 关于原点对称,则点 B 表示的数是( )
A. 2 B. -2 C..
答案与解析:A
解析:关于原点对称的两个点所表示的数互为相反数。点 A 表示 -2,所以它的相反数是 2,即点 B 表示 2。
二、填空题
6. 数轴的三要素是:原点、( ) 和( )。
答案与解析:正方向,单位长度
解析:数轴定义:规定了原点、正方向和单位长度的直线叫做数轴。
7. 3 的相反数是_________,的相反数是_________,0的相反数是_________。
答案与解析:-3,,0
解析:根据相反数的定义,只有符号不同的两个数互为相反数,0的相反数是0。
8. |-7| = _________,|0| = _________,|3.14| = _________。
答案与解析:7,0,3.14
解析:负数的绝对值是它的相反数,0的绝对值是0,正数的绝对值是它本身。
9. 若 |x - 1| = 0,则 x = _________。
答案与解析:1
解析:绝对值为0的数只有0,所以 x - 1 = 0,解得 x = 1。
三、解答题
11. 写出下列各数的绝对值,并比较它们的大小:-5,3,-2.5,0,4.1。
答案与解析:
|-5| = 5
|3| = 3
|-2.5| = 2.5
|0| = 0
|4.1| = 4.1
比较大小:5 > 4.1 > 3 > 2.5 > 0,即 |-5| > |4.1| > |3| > |-2.5| > |0|。
12. 已知 a 是 -(-5) 的相反数,b 是 -1 的绝对值,求 a + b 的值。
答案与解析:
首先,-(-5) = 5,a 是 -(-5) 的相反数,所以 a 是 5 的相反数,即 a = -5。
其次,b 是 -1 的绝对值,所以 b = |-1| = 1。
则 a + b = (-5) + 1 = -4。
13. 若 |a| = 4,|b| = 3,且 a > 0,b < 0,求 a、b 的值。
答案与解析:
因为 |a| = 4,所以 a = 4 或 a = -4。
又因为 a > 0,所以 a = 4。
因为 |b| = 3,所以 b = 3 或 b = -3。
又因为 b < 0,所以 b = -3。
综上,a = 4,b = -3。
14. 化简下列各式:
(1) -[-(+8)]
(2) +[-(-(-9))]
答案与解析:
(1) -[-(+8)]
先看内层括号:+(+8) = 8
则原式变为 -(-8)
-(-8) = 8
所以 -[-(+8)] = 8
(2) +[-(-(-9))]
“+”号可以省略,先看内层 -(-(-9))
-(-(-9)) 中“-”号个数为3(奇数),结果为 -9
所以原式 = -9
即 +[-(-(-9))] = -9
15. 已知数轴上点 M 表示的数是 -2,点 N 与点 M 的距离是 3 个单位长度,求点 N 表示的数,并指出点 N 与原点的距离。
答案与解析:
点 M 表示的数是 -2。
点 N 与点 M 的距离是 3 个单位长度,有两种情况:
情况一:点 N 在点 M 的右侧,则点 N 表示的数是 -2 + 3 = 1。此时点 N 与原点的距离是 |1| = 1。
情况二:点 N 在点 M 的左侧,则点 N 表示的数是 -2 - 3 = -5。此时点 N 与原点的距离是 |-5| = 5。
所以,点 N 表示的数是 1 或 -5;当点 N 是 1 时,与原点距离是 1;当点 N 是 -5 时,与原点距离是 5。
16. 若 |a| + |b - 2| = 0,求 a 和 b 的值。
答案与解析:
因为 |a| ≥ 0,|b - 2| ≥ 0,且 |a| + |b - 2| = 0。
所以根据非负数的性质,|a| = 0 且 |b - 2| = 0。
由 |a| = 0 得 a = 0。
由 |b - 2| = 0 得 b - 2 = 0,解得 b = 2。
所以 a = 0,b = 2。
17. 一个数在数轴上所对应的点向右移动5个单位长度后得到它的相反数的对应点,求这个数。
答案与解析:
设这个数为 x。
它的相反数是 -x。
根据题意,这个数对应的点向右移动5个单位长度后得到它的相反数对应的点,可列方程:
x + 5 = -x
移项,得 x + x = -5
合并同类项,得 2x = -5
系数化为1,得
所以这个数是。
18. 已知 |x| = 3,|y| = 5,且 x < y,求 x + y 的值。
答案与解析:
因为 |x| = 3,所以 x = 3 或 x = -3。
因为 |y| = 5,所以 y = 5 或 y = -5。
又因为 x < y,所以需要分情况讨论:
当 x = 3 时,y 必须满足 y > 3,所以 y = 5。此时 x + y = 3 + 5 = 8。
当 x = -3 时,y 必须满足 y > -3,所以 y = 5(y = -5 不满足 -5 > -3)。此时 x + y = -3 + 5 = 2。
综上,x + y 的值为 8 或 2。
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