内容正文:
小初衔接精品讲义
第2讲:负数与数系扩充
【适用对象】小学六年级升初一学生 【课时】45分钟
一、知识导入:为什么要“负”的数?
【情境】回顾小学学过的数:
自然数:0、1、2、3、4……← 用来“计数”和“表示没有”
分数和小数:、0.75、3.14……← 用来“分不够整”的时候
但是,这些数够用吗?看看下面三个场景:
场景① 今天北京气温 -5℃~3℃。-5℃是什么意思?
零下5摄氏度。“零下”这个意思,小学的数表示不了——你不能写“0下5”。
场景② 小明有10元钱,买书花了15元。他“多花了”的那部分怎么表示?
算术方法:10-15=?→ 算不出来!因为“大数减小数”在小学没学过。
场景③ 吐鲁番盆地最低点比海平面低155米,怎么表示它的海拔?
写“-155米”,这就是负数。比海平面“低”,就是与“高”相反的意义。
→ 当我们需要表示“相反意义的量”时,只有自然数和分数不够用了,必须引进新的数——负数!
二、核心知识点
1. 正数与负数
正数:大于0的数。如 1、2、3、、0.75……
正数前面可以加“+”号(通常省略):+3就是3。
负数:在正数前面加“-”号的数。如 -1、-2、-3、-½、-0.75……
用正负数表示相反意义的量(关键!):
零上5℃ → +5℃ 零下5℃ → -5℃
收入100元 → +100元 支出30元 → -30元
海拔高120米 → +120米 海拔低155米 → -155米
★ 0的身份:0既不是正数,也不是负数。它是正数和负数的分界。
小学里0表示“没有”,现在要升级:0还表示“基准”和“分界”(0℃、海平面)。
2. 数系的扩充——从自然数到有理数
引入负数后,数的家族变大了!我们来理一理家谱:
整数:…-3、-2、-1、0、1、2、3…
正整数:1、2、3…(就是小学的自然数去掉0)
0
负整数:-1、-2、-3…(“新成员”)
分数:、、0.75、-2.1…
正分数(含有限小数):、0.75、3.14…
负分数(含有限小数):、-2.1…
整数和分数统称有理数。
数系扩充路线:
自然数(0,1,2,3…)→ 整数(加入负整数)→ 有理数(加入负分数)
★ 注意:小学说“自然数”包含0,初中里这个规定不变。但“正整数”不包含0!
3. 相反数
定义:只有符号不同的两个数互为相反数。
例如:3和-3互为相反数;+7和-7互为相反数。
★ 特别地:0的相反数是0。(0是唯一一个相反数等于自身的数)
一般地:a 的相反数是 -a。(注意:-a不一定是负数!当a=-2时,-a=-(-2)=2)
核心性质:互为相反数的两个数相加等于0。
a + (-a) = 0 ← 这个性质后面解方程时非常有用!
4. 数轴
定义:规定了原点、正方向和单位长度的直线叫做数轴。
三要素:① 原点(0的位置)② 正方向(通常右边)③ 单位长度(1格代表多少)
数轴上的规律:
• 数轴上的点与有理数一一对应——每一个有理数都可以用数轴上的一个点来表示
• 右边的数总是大于左边的数
• 正数在原点右侧,负数在原点左侧
★ 数轴的意义:它是把“数”和“形”结合起来的第一个工具——以后学函数图像全靠它!
5. 绝对值(重点!!)
定义:数轴上,一个数a对应的点到原点的距离,叫做数a的绝对值,记作 |a| 。
绝对值的计算规则:
① 正数的绝对值是它本身:|5| = 5
② 负数的绝对值是它的相反数:|-3| = 3
③ 0的绝对值是0:|0| = 0
★ 绝对值的非负性:|a| ≥ 0(任何数的绝对值都不是负数)
重要结论:
① 互为相反数的两个数绝对值相等:|-3| = |3| = 3
② 比较两个负数的大小:绝对值大的反而小。例如:|-5|=5 > |-3|=3,所以 -5 < -3
③ 数轴上两点间的距离 = 两数之差的绝对值。例如:3和-2的距离 = |3-(-2)| = 5
口诀:正数的绝对值是它本身,负数的绝对值去掉负号,0的绝对值还是0。
三、典型例题
【基础篇】——夯实基本功
例1 (正负数识别)下列各数中,哪些是正数?哪些是负数?哪个既不是正数也不是负数?
+3 -5 0 0.7 -(-4) |-7| -|0|
【答案】
正数:+3、0.7 ← 注意 -(-4)=4是正数,|-7|=7是正数
负数:-5、
既不是正数也不是负数:0 ← 注意 -|0|=0,也不是负数!
例2 (相反数与绝对值)填空:
(1)-3的相反数是____;(2)|-5| =____;(3)-(-2) =____;(4)-|+3| =____
【答案】
(1)3 (2)5 (3)2 ← “-(-2)”就是-2的相反数 (4)-3 ← 先算|+3|=3,再取相反数
例3 (比较大小)用“<”连接:-3.5 -3.2 0 |-4| -(-1)
【解题步骤】
解:先化简各数:|-4|=4,-(-1)=1
再比较:-3.5 < -3.2 < 0 < -(-1) < |-4|
即 -3.5 < -3.2 < 0 < 1 < 4
【提高篇】——灵活应用
例4 (非负性的应用)已知 |x-2| + |y+1| = 0,求 x+y 的值。
【解题步骤】
解:因为绝对值非负,即 |x-2|≥0,|y+1|≥0
两个非负数之和为0,只能都为0:
|x-2|=0 → x=2
|y+1|=0 → y=-1
∴ x+y = 2+(-1) = 1
例5 (绝对值化简)已知有理数a、b、c在数轴上的位置如下图:
化简:|a-b| + |b+c| - |c-a|
【解题步骤】
解:由数轴可知:c < a < 0 < b
∴ a-b < 0(小减大),故 |a-b| = -(a-b) = b-a
∴ c-a < 0(c在a左侧),故 |c-a| = -(c-a) = a-c
原式 = (b-a) + (b+c) - (a-c) = b-a+b+c-a+c = 2b-2a+2c
★ 本题考查:用数轴判断大小关系 → 判断绝对值内部符号 → 去掉绝对值符号
【拓展篇】——思维挑战
例6 (绝对值最值问题)求 |x-1| + |x-3| 的最小值。
【解题思路】
解:|x-1|表示数轴上x到1的距离,|x-3|表示x到3的距离
即求:数轴上一点x到1和3的距离之和
当x在1和3之间(含1和3)时,距离之和最小
最小值 = 3-1 = 2
验证:x=2时,|2-1|+|2-3|=1+1=2 ✔
★ 拓展:若改为 |x-1|+|x-3|+|x-5|,最小值在x=3时取得,为4。(中间点原理)
四、配套练习
A组:基础巩固
1. 分类:将下列各数填入对应的括号内:
+2 -3 0 -0.5 7 -(-1) |-4| -|0| 3.14 -π
正数集合:{ }
负数集合:{ }
整数集合:{ }
负分数集合:{ }
1. 填空:
a) -5的相反数是____;
b) |-7| =____;
c) 若|a|=3,则a=____;
d) 在数轴上,表示-2的点在原点的____侧,距原点____个单位长度。
1. 比较大小(用“>”连接):
a) -2 -5
b) |-3| 0 -(-2) -|-4|
B组:能力提升
1. 已知|a|=5,|b|=3,且a<b,求a-b的值。
1. 某地最高海拔为+8848米(珠峰),最低海拔为-155米(吐鲁番盆地),最高处与最低处的高度差是多少米?
1. 已知|x+2|+|y-3|=0,求 2x-y 的值。
1. 在数轴上,点A表示的数是-1,点B在点A右侧,且AB=4,求点B表示的数。
C组:拓展挑战
1. 有理数a、b满足 |a-2|+|b+3|=0,求 |a|+|b|+|a+b| 的值。
1. 求 |x-1|+|x-2|+|x-3| 的最小值,并说明此时x的值。
1. 已知有理数a、b、c在数轴上的位置如下图,化简 |a+c|+|c-b|-|a-b|。
(提示:a < c < 0 < b,且|c|>|a|)
五、小结与易错点
【本节核心】
1. 负数的引入是为了表示“相反意义的量”,这是数系扩充的核心动力。
1. 数系扩充路线:自然数 → 整数 → 有理数。
1. 相反数和绝对值是有理数的两个核心概念,后续学运算全靠它们。
1. 数轴是“数形结合”的起点,要养成“看到问题先画数轴”的习惯。
【易错点警示】
✘ 概念混淆:认为“-a一定是负数”。当a=-2时,-a=2是正数!
✘ 符号处理:-(-3)=3 和 -(+3)=-3 弄混。记住:“-”号就是“取相反数”的意思。
✘ 绝对值计算:|-3+5| 写成 |-3|+|5|=8(应先算 |-3+5|=|2|=2)
✘ 比较大小:认为 -5 > -3(因为5>3)。记住:负数比大小,绝对值大的反而小!
附:练习参考答案
A组:
1. 正数集合:{+2, 7, -(-1), |-4|, 3.14}
负数集合:{-3, -0.5, -π}
整数集合:{+2, -3, 0, 7, -(-1), |-4|, -|0|}
负分数集合:{-0.5} 注意:-π是无理数
2. a) 5 b) 7 c) a=±3 d) 左,2
3. a) -1/3 > -2 > -5 b) -|-4| < 0 < -(-2) < |-3| ← 即 -4 < 0 < 2 < 3
B组:
1. 由|a|=5得a=±5,由|b|=3得b=±3。
因为a<b,所以a=-5,b=±3。
当b=3时:a-b=-5-3=-8;当b=-3时:a-b=-5-(-3)=-2
2. 高度差 = 8848-(-155) = 8848+155 = 9003(米)
3. 由|x+2|+|y-3|=0,得x=-2,y=3。
2x-y = 2×(-2)-3 = -4-3 = -7
4. 点B在A右侧,AB=4,所以B=-1+4=3
C组:
1. 由|a-2|+|b+3|=0,得a=2,b=-3。
|a|+|b|+|a+b| = |2|+|-3|+|2+(-3)| = 2+3+|-1| = 2+3+1 = 6
2. |x-1|+|x-2|+|x-3|表示x到1、2、3的距离之和。
当x=2(中间点)时,最小值 = |2-1|+|2-2|+|2-3| = 1+0+1 = 2
3. 由数轴:a < c < 0 < b,且|c|>|a|。
a+c < 0(两个负数之和),故|a+c| = -(a+c)
c-b < 0(c<b),故|c-b| = -(c-b) = b-c
a-b < 0(a<b),故|a-b| = -(a-b) = b-a
原式 = -(a+c)+(b-c)-(b-a) = -a-c+b-c-b+a = -2c
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