内容正文:
1.2.1数轴
学习目标
1. 理解数轴的概念,掌握数轴的三要素:原点、正方向和单位长度。
2. 能够正确地画出数轴,并在数轴上表示出有理数和无理数。
3. 初步理解数轴上的点与实数之间的一一对应关系。
4. 掌握在数轴上表示无理数的基本方法,特别是利用勾股定理构造直角三角形来确定无理数的位置。
知识点讲解
一、数轴的定义
数轴是规定了原点、正方向和单位长度的直线。
二、数轴的三要素
1. 原点:在直线上取一个点表示数0,这个点叫做原点。它是数轴的基准点。
2. 正方向:通常规定直线上从原点向右(或上)为正方向,从原点向左(或下)为负方向。一般用箭头表示正方向。
3. 单位长度:选取适当的长度作为单位长度,直线上从原点向右,每隔一个单位长度取一个点,依次表示1, 2, 3, ...;从原点向左,用类似方法依次表示-1, -2, -3, ...。单位长度的选取要根据实际需要而定,同一数轴上的单位长度必须统一。
三、数轴上的点与有理数的对应关系
任何一个有理数都可以用数轴上的一个点来表示。
- 正数在原点的右边,负数在原点的左边,0用原点表示。
- 对于分数或小数,可以将单位长度进行等分后表示。例如,可以表示在原点右边,距离原点半个单位长度的点。
四、数轴上的点与无理数的对应关系
无理数是无限不循环小数,如, ,, π等。它们也可以用数轴上的点来表示。
- 基本思路:利用勾股定理构造直角三角形,使其斜边的长度等于该无理数,然后以原点为圆心,以斜边长度为半径画弧,弧与数轴正方向的交点即为该无理数对应的点。
- 例如,表示,:在数轴上,过表示1的点作数轴的垂线,在垂线上截取长度为1的线段,连接原点与该线段的端点,得到一个直角边为1的等腰直角三角形,其斜边长为,=,。然后用圆规量取这个斜边的长度,以原点为圆心画弧,与数轴正半轴的交点即表示,。
- 对于像π这样的无理数,可以通过近似值在数轴上找到它的大致位置。
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) 数轴上的原点表示0。
(3) 数轴上距离原点越远的点表示的数越大。
(4) 数轴的单位长度可以根据需要任意选取。
例题2说出如何在数轴上表示下列各数:3, -2, , ,。
例题3已知数轴上有A、B两点,点A在原点左侧,距离原点3个单位长度;点B在原点右侧,
距离原点5个单位长度。
(1) 写出点A、点B所表示的数。
(2) 比较点A、点B所表示的数的大小。
例题4一个点从数轴上的原点开始,先向右移动2个单位长度,再向左移动5个单位长度,最后再向右移动1个单位长度。请说出这个点最终在数轴上表示的数是多少?
巩固练习
一、选择题 (每题只有一个正确答案)
1. 下列哪项不是数轴的三要素
A. 原点
B. 正方向
C. 单位长度
D. 箭头
2. 数轴上表示-4的点在原点的
A. 左侧4个单位长度处
B. 右侧4个单位长度处
C. 左侧个单位长度处
D. 右侧个单位长度处
3. 在数轴上,与原点距离为个单位长度的点表示的数是
A.
B. -
C. ±
D. 5
4. 下列各数中,能在数轴上准确表示的是
A. 0.1010010001...(每两个1之间依次多一个0)
B. 无限循环小数
C. 所有无理数
D. 以上都可以
5. 数轴上点A表示的数是-1,将点A向右移动3个单位长度后得到点B,则点B表示的数是
A. -4
B. -2
C. 2
D. 4
二、填空题
1. 数轴上表示-3的点与表示5的点之间的距离是( ) 个单位长度。
2. 在数轴上,表示数( ) 的点到原点的距离是它本身。
3. 要在数轴上表示,,可以构造一个直角边分别为 ( ) 和( ) 的直角三角形,其斜边长度即为,。
4. 数轴上点M表示的数是2,点N表示的数是-3.5,点M在点N的 (填“左侧”或“右侧”)。
5. 一个数在数轴上对应的点在原点的左侧,且距离原点2.5个单位长度,这个数是( ) 。
三、解答题
1. 请详细描述如何在数轴上找到表示,的点。
2. 数轴上有一点P,它表示的数是x。
(1) 如果点P在原点左侧,且|x|=4,求x的值。
(2) 如果将点P先向左移动3个单位长度,再向右移动6个单位长度后,所表示的数是2,求原来点P表示的数x。
3. 小明在画数轴时,不小心把一滴墨水滴在了画好的数轴上,墨迹覆盖了点A和点B之间的部分(点A在点B左侧)。已知点A表示的数是-1,点B表示的数是3。
(1) 点A和点B之间的距离是多少?
(2) 请写出两个被墨迹覆盖的整数。
(3) 被墨迹覆盖的部分表示的数的取值范围是多少?(用不等式表示)
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1.2.1数轴
学习目标
1. 理解数轴的概念,掌握数轴的三要素:原点、正方向和单位长度。
2. 能够正确地画出数轴,并在数轴上表示出有理数和无理数。
3. 初步理解数轴上的点与实数之间的一一对应关系。
4. 掌握在数轴上表示无理数的基本方法,特别是利用勾股定理构造直角三角形来确定无理数的位置。
知识点讲解
一、数轴的定义
数轴是规定了原点、正方向和单位长度的直线。
二、数轴的三要素
1. 原点:在直线上取一个点表示数0,这个点叫做原点。它是数轴的基准点。
2. 正方向:通常规定直线上从原点向右(或上)为正方向,从原点向左(或下)为负方向。一般用箭头表示正方向。
3. 单位长度:选取适当的长度作为单位长度,直线上从原点向右,每隔一个单位长度取一个点,依次表示1, 2, 3, ...;从原点向左,用类似方法依次表示-1, -2, -3, ...。单位长度的选取要根据实际需要而定,同一数轴上的单位长度必须统一。
三、数轴上的点与有理数的对应关系
任何一个有理数都可以用数轴上的一个点来表示。
- 正数在原点的右边,负数在原点的左边,0用原点表示。
- 对于分数或小数,可以将单位长度进行等分后表示。例如,可以表示在原点右边,距离原点半个单位长度的点。
四、数轴上的点与无理数的对应关系
无理数是无限不循环小数,如, ,, π等。它们也可以用数轴上的点来表示。
- 基本思路:利用勾股定理构造直角三角形,使其斜边的长度等于该无理数,然后以原点为圆心,以斜边长度为半径画弧,弧与数轴正方向的交点即为该无理数对应的点。
- 例如,表示,:在数轴上,过表示1的点作数轴的垂线,在垂线上截取长度为1的线段,连接原点与该线段的端点,得到一个直角边为1的等腰直角三角形,其斜边长为,=,。然后用圆规量取这个斜边的长度,以原点为圆心画弧,与数轴正半轴的交点即表示,。
- 对于像π这样的无理数,可以通过近似值在数轴上找到它的大致位置。
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) 数轴上的原点表示0。
(3) 数轴上距离原点越远的点表示的数越大。
(4) 数轴的单位长度可以根据需要任意选取。
解析:
(1) 正确。数轴的定义是规定了原点、正方向和单位长度的直线。
(2) 正确。原点是数轴上表示0的点。
(3) 错误。数轴上,在原点右侧,距离原点越远的点表示的数越大;但在原点左侧,距离原点越远的点表示的数越小(即越负)。
(4) 正确。单位长度的选取是人为规定的,可以根据实际表示数的大小来确定。
例题2说出如何在数轴上表示下列各数:3, -2, , ,。
解析:
表示3:从原点出发,沿数轴正方向数3个单位长度,该点即表示3。
表示-2:从原点出发,沿数轴负方向数2个单位长度,该点即表示-2。
表示 :从原点出发,沿数轴正方向,将一个单位长度平均分成2份,取其中1份的点即表示 。
表示:
第一步,在数轴上找到表示1的点A。
第二步,过点A作数轴的垂线l。
第三步,在垂线l上截取线段AB,使AB的长度为√2(可以通过先构造腰长为1的等腰直角三角形得到斜边√2)。
第四步,连接原点O与点B,此时OB为直角三角形OAB的斜边,OA=1,AB=√2。
第五步,根据勾股定理,OB= =,。
第六步,以原点O为圆心,OB长为半径画弧,弧与数轴正半轴交于点C,则点C即表示。
例题3已知数轴上有A、B两点,点A在原点左侧,距离原点3个单位长度;点B在原点右侧,
距离原点5个单位长度。
(1) 写出点A、点B所表示的数。
(2) 比较点A、点B所表示的数的大小。
解析:
(1) 因为点A在原点左侧,距离原点3个单位长度,所以点A表示的数是-3。
因为点B在原点右侧,距离原点5个单位长度,所以点B表示的数是5。
(2) 因为-3是负数,5是正数,负数小于正数,所以-3 < 5,即点A表示的数小于点B表示的数。
例题4一个点从数轴上的原点开始,先向右移动2个单位长度,再向左移动5个单位长度,最后再向右移动1个单位长度。请说出这个点最终在数轴上表示的数是多少?
解析:
点从原点(表示0)开始移动。
第一次向右移动2个单位长度后,点表示的数是 0 + 2 = 2。
第二次向左移动5个单位长度后,点表示的数是 2 - 5 = -3。
第三次向右移动1个单位长度后,点表示的数是 -3 + 1 = -2。
所以,这个点最终在数轴上表示的数是-2。
巩固练习
一、选择题 (每题只有一个正确答案)
1. 下列哪项不是数轴的三要素
A. 原点
B. 正方向
C. 单位长度
D. 箭头
2. 数轴上表示-4的点在原点的
A. 左侧4个单位长度处
B. 右侧4个单位长度处
C. 左侧个单位长度处
D. 右侧个单位长度处
3. 在数轴上,与原点距离为个单位长度的点表示的数是
A.
B. -
C. ±
D. 5
4. 下列各数中,能在数轴上准确表示的是
A. 0.1010010001...(每两个1之间依次多一个0)
B. 无限循环小数
C. 所有无理数
D. 以上都可以
5. 数轴上点A表示的数是-1,将点A向右移动3个单位长度后得到点B,则点B表示的数是
A. -4
B. -2
C. 2
D. 4
二、填空题
1. 数轴上表示-3的点与表示5的点之间的距离是( ) 个单位长度。
2. 在数轴上,表示数( ) 的点到原点的距离是它本身。
3. 要在数轴上表示,,可以构造一个直角边分别为 ( ) 和( ) 的直角三角形,其斜边长度即为,。
4. 数轴上点M表示的数是2,点N表示的数是-3.5,点M在点N的 (填“左侧”或“右侧”)。
5. 一个数在数轴上对应的点在原点的左侧,且距离原点2.5个单位长度,这个数是( ) 。
三、解答题
1. 请详细描述如何在数轴上找到表示,的点。
2. 数轴上有一点P,它表示的数是x。
(1) 如果点P在原点左侧,且|x|=4,求x的值。
(2) 如果将点P先向左移动3个单位长度,再向右移动6个单位长度后,所表示的数是2,求原来点P表示的数x。
3. 小明在画数轴时,不小心把一滴墨水滴在了画好的数轴上,墨迹覆盖了点A和点B之间的部分(点A在点B左侧)。已知点A表示的数是-1,点B表示的数是3。
(1) 点A和点B之间的距离是多少?
(2) 请写出两个被墨迹覆盖的整数。
(3) 被墨迹覆盖的部分表示的数的取值范围是多少?(用不等式表示)
巩固练习答案与解析
一、选择题
1. D
解析:数轴的三要素是原点、正方向和单位长度。箭头通常用来指示正方向,但它本身不是三要素之一。
2. A
解析:数轴上,负数在原点左侧,正数在原点右侧。-4是负数,所以在原点左侧,距离原点4个单位长度。
3. C
解析:与原点距离为√5个单位长度的点,可能在原点左侧,也可能在原点右侧,所以表示的数是±√5。
4. D
解析:0.1010010001...(每两个1之间依次多一个0)是无理数,无理数可以通过几何方法在数轴上找到对应点;无限循环小数是有理数,有理数都能在数轴上准确表示;所有无理数都能在数轴上找到对应的点(虽然有些不能用尺规作图精确画出,但从理论上是存在对应点的)。所以A、B、C选项的数都能在数轴上准确表示(或理论上存在对应点),故D正确。
5. C
解析:点A表示-1,向右移动3个单位长度,即-1 + 3 = 2,所以点B表示2。
二、填空题
1. 8
解析:数轴上两点之间的距离为这两点所表示的数的差的绝对值。表示-3的点与表示5的点之间的距离是|5 - (-3)| = |5 + 3| = 8。
2. 非负数(或0和正数)
解析:数轴上,正数和0到原点的距离是它本身,负数到原点的距离是它的相反数。所以表示数非负数的点到原点的距离是它本身。
3. 2, (只要两数平方和为7即可)
解析:要构造斜边为√7的直角三角形,只要两直角边的平方和为7即可。例如,2² + (,)² = 4 + 3 = 7,所以直角边可以是2和,。(答案不唯一)
4. 右侧
解析:数轴上,右边的数总比左边的数大。因为2 > -3.5,所以点M在点N的右侧。
5. -2.5
解析:在原点左侧的数是负数,距离原点2.5个单位长度,所以这个数是-2.5。
三、解答题
1. 解析:
第一步,在数轴上找到表示2的点A。
第二步,过点A作数轴的垂线l。
第三步,在垂线l上截取线段AB,使AB的长度为1个单位长度。
第四步,连接原点O与点B。此时,三角形OAB是一个直角三角形,其中OA = 2,AB = 1。
第五步,根据勾股定理,斜边OB的长度为== ,。
第六步,以原点O为圆心,OB长为半径画弧,弧与数轴正半轴交于点C。
则点C即为表示,的点。
2. 解析:
(1) 因为点P在原点左侧,所以x是负数。
又因为|x| = 4,所以x = -4。
(2) 根据题意,点P先向左移动3个单位长度,表示的数为x - 3。
再向右移动6个单位长度后,表示的数为(x - 3) + 6。
已知最终表示的数是2,所以可列方程:
(x - 3) + 6 = 2
x + 3 = 2
x = 2 - 3
x = -1
所以原来点P表示的数x是-1。
3. 解析:
(1) 点A表示-1,点B表示3。
点A和点B之间的距离是|3 - (-1)| = |3 + 1| = 4。
(2) 被墨迹覆盖的整数是大于-1且小于3的整数,有0, 1, 2。从中任选两个即可,例如:0和1。
(3) 点A在点B左侧,所以被墨迹覆盖的部分表示的数x的取值范围是 -1 < x < 3。
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