内容正文:
研究课题
2.4 有理数的加法与减法(4)
——有理数的加减混合运算
温故知新
计算:(1)2-(-5) (2)2-5
a - b = a + (-b)
转化
减法
加法
典型例题
例1
解:
(1)2 + 5 -8
= 2 + 5 +(-8)
=(2+5)+(-8)
=7+(-8)
=-1
统一为加法
加法结合律
有理数加减混合运算可以看成几个有理数的加法运算,只不过加号省略了.
运算符号
读作:
代数和
2加5减8
2,+5,-8的和
典型例题
例1
解:
统一为加法
加法交换律和结合律
(2) 14−25+12−17
= 14 + (−25) + 12 + (−17)
=(14+12) + [(−25)+(−17)]
=26 + (−42)
=−16
或读作:14,-25,+12,-17的和(代数和)
读作:14减25加12减17(运算符号)
方法点拨
(1)(-10)-(+16)+21-35-(-23)
把下列算式统一为加法,并写成省略加号和括号的代数和的形式:
(2)(-8)-(-1)+(-5)-9
=-10+(-16)+21+(-35)+(+23)
= -8 + 1 - 5 - 9
数字前“-”号是奇数个取“-”
数字前“-”号是偶数个取“+”
思考
写成省略加号和括号的代数和的形式,有什么规律吗?
=-10 - 16 + 21- 35 + 23
=(-8)+(+1)+(-5) +(-9)
方法:
也可采多重符号化简方法.
奇负偶正
先统一成加法运算,再省略加号和括号.
典型例题
例2
1.计算:
(1)
(2)
随堂小练
典型例题
例3.巡道员沿一条东西向的铁路进行巡视维护.他从住地出发,先向东走了7 km,休息之后又向东走了3 km,然后折返向西走了11.5 km.此时他在住地的什么方向?与住地的距离是多少?
解:
如果把铁路看成数轴,巡道员的住地看成原点,规定向东为正,
那么根据题意,可得
随堂检测
随堂小练
2.某出租车一天上午从A地出发在沿着东西向的大街营运,向东为正,向西为负,行驶里程(单位:km)依先后次序记录如下:+18,-5,-2,+3,+10,-9,+12,-3,-7,-15.
(1)将最后一名乘客送到目的地,出租车相对出发地的位置?
(2)不超过3千米时,按起步价收费10元,超过3千米的部分,每千米收费2元,司机上午的营业额是多少?
有理数加减混合运算的步骤:
(1)将减法转化为加法运算;
(2)省略加号和括号;
(3)运用加法交换律和结合律简便计算;
(4)按有理数加法法则计算.
归纳小结
拓展提升
在学习了有理数的加减法之后,老师讲解了例题 -1+2-3+4+......-2017+2018的计算思路为:将两个加数组合在一起作为一组;其和为1,共有1009组,所以结果为根据这个思路学生改编了下列几题:
计算:(1)1-2+3-4+......+2017-2018=____
(2)1-3+5-7+......+2017-2019=____
小灶课
有理数的加减混合运算
——拔高提升篇
1.7.2013
同学们好!欢迎来到今天的“有理数的加减混合运算”拔高小灶课。在课本中,我们已经掌握了有理数加减运算的基本法则。但数学的魅力远不止于此,它像一座宝藏,等待我们去挖掘更深层次的规律和更巧妙的方法。今天,我们将一起挑战更具思维含量的问题,开启一场思维的进阶之旅!
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模块
发现数列的“密码”
在数字的世界里,许多看似复杂的运算背后,都隐藏着简洁优美的规律。这些规律如同数列中隐藏的“密码”,等待我们去发掘和破译。学会敏锐地发现并灵活利用这些规律,能帮助我们跳出繁琐的计算,达到事半功倍的解题效果。
★ 核心思想与方法:运用“从特殊到一般”的归纳思维去洞察数列本质,掌握“裂项相消”这一强力解题技巧,将复杂的求和问题转化为简单的项的抵消,直击问题核心。
1.7.2013
首先,我们进入第一个模块——规律探究篇。在这个模块中,我们将学习如何从一系列数字中发现隐藏的模式,也就是数列的“密码”。我们会用到一个非常重要的思想方法,叫做“从特殊到一般”,以及一个强大的解题技巧——“裂项相消”。掌握了它,很多复杂的求和问题就能迎刃而解。
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典型例题
例1
计算:1 - 2 + 3 - 4 + 5 - 6 + ... + 2025 - 2026
01 观察规律:算式为“一正一负”交替,每两项结合:(1-2) = -1,(3-4) = -1...
02 分组变形:将相邻两项括起分组:原式 = (1-2) + (3-4) + ... + (2025-2026)
03 计算结果:共 2026 ÷ 2 = 1013 组,每组结果为 -1,故原式 = (-1) × 1013 = -1013
💡 核心技巧:分组求和法
当遇到规律明显的长算式时,寻找重复出现的“计算单元”,将其捆绑分组,把复杂的长式转化为简单的乘法运算,化繁为简。
🔑 避坑指南
务必准确计算总项数以确定分组数量,注意算式是“奇项”还是“偶项”结尾;分组时注意符号的变化,避免因括号导致的符号错误。
总结:对于有规律的加减混合运算,“分组求和”是最直接有效的解题策略,关键在于发现并构造相同的计算模块。
1.7.2013
我们来看第一个例题。这个算式看起来很长,但我们仔细观察会发现,它是按照“加、减”的规律交替出现的。我们可以把每两项结合在一起,比如(1-2),(3-4),它们的结果都是-1。从1到2026一共有2026个数,两两一组,就得到了1013组。所以,最后的结果就是1013个-1相加,也就是-1013。这种方法就叫做分组求和。
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典型例题
电子跳蚤在数轴上跳动,第一次向右跳1个单位,第二次向左跳2个单位,第三次向右跳3个单位……按此规律连续跳100次。求:(1)最终落点在数轴上表示的数是多少?(2)这100次跳动经过的总路程是多少?
解:
(1)确定落点位置(代数和):将跳动的数依次相加:(+1)+(-2)+(+3)+(-4)+…+(+99)+(-100)。采用分组法,每两项为一组:(1-2)+(3-4)+…+(99-100),共50组,每组结果为-1,因此总和为 50×(-1) = -50,即落点在原点左侧,表示的数是-50。
(2)计算总路程(绝对值和):路程无方向,需算每次跳动的绝对值之和:|+1|+|-2|+…+|+100| = 1+2+3+…+100。利用等差数列求和公式:(首项+末项)×项数÷2,得 (1+100)×100÷2 = 5050,即总路程为5050个单位长度。
核心归纳:解决此类数轴动点问题,关键要区分“位置”(含方向,求代数和)与“路程”(不含方向,求绝对值和)的概念,灵活运用“分组求和法”或“等差数列求和公式”可快速简化计算。
变式
1.7.2013
最后一个模块,我们将数学应用到生活中。比如这只电子跳蚤,它的跳动就可以用有理数的运算来描述。第一问,求落点位置,就是求这些数的代数和,我们用分组求和的方法得到-50。第二问,求总路程,路程是没有方向的,所以要求每次跳动距离的绝对值之和,也就是1到100的和,等于5050。这里要注意区分“位置”和“路程”的概念。
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典型例题
例2
解:
核心技巧:裂项相消法
效果:拆分抵消,化繁为简
计算:1/2 + 1/6 + 1/12 + ... + 1/9900
1. 观察:分母为 n(n+1),如 9900=99×100
2. 变形:1/[n(n+1)] = 1/n - 1/(n+1)
3. 代入:(1-1/2)+(1/2-1/3)+...+(1/99-1/100)
4. 求和:中间抵消,得 1 - 1/100 = 99/100
适用场景:分母为两个连续自然数乘积的分数求和
牢记公式:1/[n(n+1)] = 1/n - 1/(n+1) (n为正整数)
1.7.2013
接下来这个例子更有趣。我们观察分母,会发现它们都是两个连续自然数的乘积。这时,我们可以使用一个非常巧妙的技巧——裂项相消法。比如,1/2可以写成1减1/2,1/6可以写成1/2减1/3。把所有项都这样拆开后,神奇的事情发生了:中间的-1/2和+1/2,-1/3和+1/3都相互抵消了,最后只剩下首项1和末项-1/100。结果就是99/100。
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典型例题
例3
题目背景:某水库设定标准水位为0米。若水面先上升 +0.1 米,随后下降 -0.25 米,最后又上升 +0.2 米,请计算此时的最终水面高度。
解题步骤:根据题意列式:最终高度 = (+0.1) - (-0.25) + (+0.2)
利用法则转化:= 0.1 + 0.25 + 0.2(减去负数等于加上其相反数)
计算结果:= 0.55 (米)
结论:最终水面高于标准水位 0.55 米。解决此类问题的关键在于准确将“上升/下降”的实际意义与有理数的正负号建立对应关系。
1.7.2013
我们再看一个水位变化的例子。这里的关键是理解“下降-0.25米”是什么意思。下降对应减法,所以是减去-0.25,根据法则,减去一个负数等于加上它的相反数。所以算式就变成了0.1 + 0.25 + 0.2,最终结果是0.55米。这体现了如何将实际问题转化为数学模型来解决。
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数学核心思想与技巧提炼
01 裂项相消法:针对分数求和,利用 1/[n(n+1)] = 1/n - 1/(n+1) 拆分,化繁为简。
02 数学建模思想:将实际应用题转化为方程、函数等数学模型,用数学方法解决问题。
归纳小结
1.7.2013
好了,我们来总结一下今天学到的核心思想和技巧。我们学习了用于数列求和的裂项相消法;用于破解绝对值谜题的分类讨论思想;用于解决数轴问题的数形结合思想;用于简化字母运算的整体代换思想;以及用于解决实际问题的建立数学模型思想。希望大家能将这些思想内化于心,真正领略数学的智慧。
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循理而行,来日再研
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