内容正文:
第一章 有理数 · 1.2 数轴、相反数与绝对值
湘教版七年级上册 · 第一章 有理数
1.2 数轴、相反数与绝对值讲义
学习目标
1. 掌握数轴的三要素,能正确画出数轴。
1. 会用数轴上的点表示有理数,能读出数轴上点表示的数。
1. 理解相反数的概念,会求一个数的相反数,会化简多重符号。
1. 理解绝对值的概念,掌握绝对值的代数意义和几何意义。
1. 会求一个数的绝对值,能利用绝对值比较负数的大小。
一、数轴
1. 数轴的定义
规定了原点、正方向和单位长度的直线叫做数轴。
→ 三要素缺一不可!原点确定位置,正方向确定增减,单位长度确定距离。
2. 数轴的画法(四步)
1. 画一条直线(通常水平放置)。
1. 取一点 O 作为原点,表示数 0。
1. 规定正方向(通常向右),标上箭头。
1. 选取适当的长度为单位长度,从原点向右依次标 1, 2, 3…;向左依次标 −1, −2, −3…。
▶ 标准数轴示意图(三要素:原点、正方向、单位长度)
3. 数轴上的点与有理数的关系
任何一个有理数都可以用数轴上唯一的一个点来表示。
1. 正数在原点的右侧,负数在原点的左侧,0 在原点。
1. 数轴上的点不一定都表示有理数(如 π 是无理数,也可在数轴上表示)。
4. 数轴上两点间的距离
数轴上表示数 a 的点与表示数 b 的点之间的距离 = |a − b|。
例如:数轴上表示 3 和 −2 的两点间距离 = |3 − (−2)| = 5。
【例1】
画出数轴,并在数轴上表示出 −3、0、2.5、−1.5 这几个数。
【分析】先画数轴(三要素齐全),再确定各数在原点左侧还是右侧,以及距离原点的单位长度。
【解答】画法:① 画直线,取原点 O,向右为正方向;② 选单位长度;③ 在原点左侧 3 个单位标 −3,左侧 1.5 个单位标 −1.5;原点标 0;右侧 2.5 个单位标 2.5。
【例2】
(1) 在数轴上,表示 −1 和 3 的两点间的距离是多少? (2) 在数轴上,到表示 −2 的点的距离为 3 的点表示的数是多少?
【分析】距离 = |a − b|;到某点距离为定值的点通常有两个(左右各一个)。
【解答】(1) 距离 = |3 − (−1)| = |4| = 4。 (2) 设该点表示的数为 x,则 |x − (−2)| = 3,即 |x + 2| = 3。 解得 x + 2 = 3 或 x + 2 = −3,即 x = 1 或 x = −5。 答:该点表示的数为 1 或 −5。
二、相反数
1. 相反数的定义
只有符号不同的两个数叫做互为相反数。
1. 例如:3 和 −3 互为相反数;a 的相反数是 −a。
1. 0 的相反数是 0。
1. 相反数是成对出现的,不能单独存在。
2. 相反数的几何意义
在数轴上,互为相反数的两个数(0 除外)位于原点两侧,且到原点的距离相等。
上图中,−3 和 3 关于原点对称,到原点的距离都是 3 个单位长度。
3. 相反数的性质
1. 若 a 与 b 互为相反数,则 a + b = 0。
1. 若 a + b = 0,则 a 与 b 互为相反数。
1. 求一个数的相反数:在这个数前面加上“−”号即可。
1. 多重符号化简规律:“+”号个数不影响结果;“−”号个数为偶数时结果为正,为奇数时结果为负。
【例3】
化简下列各数的符号: (1) −(+7) (2) +(−5) (3) −(−3.1) (4) −[+(−2)]
【分析】正号可忽略;负号看个数,奇负偶正。
【解答】(1) −(+7) = −7 (2) +(−5) = −5 (3) −(−3.1) = +3.1 = 3.1 (4) −[+(−2)] = −(−2) = +2 = 2
【例4】
(1) 若 a = −4,求 −a 的值。 (2) 若 −a = 5,求 a 的值。 (3) 2x + 1 是 −9 的相反数,求 x 的值。
【分析】a 的相反数是 −a;若已知 −a 的值,则 a 是其相反数。利用方程思想求解。
【解答】(1) −a = −(−4) = 4 (2) −a = 5 → a = −5 (3) −9 的相反数是 9,故 2x + 1 = 9,解得 x = 4。
三、绝对值
1. 绝对值的定义
数轴上表示数 a 的点与原点的距离叫做数 a 的绝对值,记作 |a|。
2. 绝对值的几何意义
|a| 表示数 a 到原点的距离。距离是非负的,所以 |a| ≥ 0。
3. 绝对值的代数意义(必考!)
当 a > 0 时,|a| = a(正数绝对值是它本身) 当 a < 0 时,|a| = −a(负数绝对值是它的相反数)
当 a = 0 时,|a| = 0(0 的绝对值是 0)
4. 绝对值的重要性质
1. 非负性:|a| ≥ 0,即任何数的绝对值都是非负数。
1. 互为相反数的两个数绝对值相等:|a| = |−a|。
1. 绝对值等于 a(a > 0)的数有两个,它们互为相反数:±a。
1. 几个非负数之和为 0,则每个数都为 0。即若 |a| + |b| = 0,则 a = 0 且 b = 0。
【例5】
求下列各数的绝对值: (1) |+6| (2) |−3.5| (3) |0| (4) |+(−8)|
【分析】正数绝对值是本身,负数绝对值是其相反数,0 的绝对值是 0。
【解答】(1) |+6| = 6 (2) |−3.5| = 3.5 (3) |0| = 0 (4) |+(−8)| = |−8| = 8
【例6】
已知 |x| = 7,求 x 的值。
【分析】绝对值等于一个正数(非 0)的数有两个,它们互为相反数。
【解答】|x| = 7,说明 x 到原点的距离为 7。 在数轴上,到原点距离为 7 的点有两个:7 和 −7。 ∴ x = 7 或 x = −7(即 x = ±7)。
【例7】
若 |a − 3| + |b + 2| = 0,求 a + b 的值。
【分析】利用绝对值的非负性:两个非负数之和为 0,则每个都为 0。
【解答】|a − 3| ≥ 0,|b + 2| ≥ 0,而它们的和为 0。 ∴ |a − 3| = 0 且 |b + 2| = 0。 ∴ a − 3 = 0 → a = 3;b + 2 = 0 → b = −2。 ∴ a + b = 3 + (−2) = 1。
四、五大易错点(务必牢记)
易错点 1:画数轴时三要素不全
反例:只画了直线没标原点 ✖;有原点但没标正方向 ✖;单位长度不一致 ✖。
→ 三要素缺一不可,单位长度必须统一!
易错点 2:误认为带“−”号的数都是负数
反例:−(−5) = +5,结果是正数!
→ 判断正负要看化简后的值,不能只看表面符号。
易错点 3:绝对值化简时漏掉负号
错误:|−3| = −3 ✖ 正确:|−3| = 3 ✔
→ 绝对值永远非负!先判断正负,再“对号入座”。
易错点 4:若 |a| = −a,则 a 一定是负数?
错误!当 a = 0 时,|0| = 0 = −0 也成立。
→ 正确结论:若 |a| = −a,则 a ≤ 0(a 是非正数)。
易错点 5:数轴上原点两侧的数一定互为相反数?
错误!必须同时满足“原点两侧”且“到原点距离相等”。
反例:−2 和 5 在原点两侧,但距离不等,不互为相反数。
五、课堂练习(共 7 题)
A 组 · 基础巩固
(1) 下列数轴画法中,正确的是______(填序号)。
A. 有原点和单位长度,无正方向
B. 有正方向和单位长度,无原点
C. 有原点和正方向,单位长度不一致
D. 有原点、正方向、单位长度且一致
(2) 在数轴上距 2.5 有 3.5 个单位长度的点所表示的数是______。
(3) 写出下列各数的相反数:−4、+5、−1.5、0、+2025。
B 组 · 能力提升
(4) 化简:−(+10.1) = ______;+[−(−10)] = ______;−{−[−(−6)]} = ______。
(5) 若 a 与 −3 互为相反数,则 a + 4 = ______。
(6) 若 |m| = 4,且 m < 0,则 m = ______。
(7) 如果 |−a| = −a,则 a 一定是( )
A. 非正数 B. 负数 C. 非负数 D. 正数
【参考答案】
(1) D
(2) −1 或 6
(3) 4、−5、1.5、0、−2025
(4) −10.1;10;−6(3 个负号,奇数次取反)
(5) 7(a = 3,a + 4 = 7)
(6) −4
(7) A(|a| = −a → a ≤ 0,a 是非正数)
六、拓展提升
【例拓 1】
(数轴动点)已知数轴上点 A 和点 B 分别表示互为相反数的两个数 a、b(a < b),并且 A、B 两点间的距离是 6,求 a、b 的值。
【分析】a、b 互为相反数 → |a| = |b|。A、B 距离为 6 → |a| + |b| = 6。结合 a < b 确定符号。
【解答】由 a、b 互为相反数知 |a| = |b|。 又 A、B 两点距离为 6,即 |a| + |b| = 6。 ∴ |a| = |b| = 3。 因为 a < b 且 a、b 互为相反数,所以 a = −3,b = 3。
【例拓 2】
(绝对值方程)若 |x| + 5 = |x − 5|,求 x 的取值范围。
【分析】分情况讨论:|x| 在 x≥0 时为 x,x<0 时为 −x;|x−5| 在 x≥5 时为 x−5,x<5 时为 5−x。分三段讨论。
【解答】当 x < 0 时:|x| = −x,|x − 5| = 5 − x。 等式左边 = −x + 5,右边 = 5 − x,恒成立。 当 0 ≤ x < 5 时:|x| = x,左边 = x + 5 > 5,右边 = 5 − x < 5,不成立。 当 x ≥ 5 时:左边 = x + 5,右边 = x − 5,x+5 ≠ x−5,不成立。 ∴ 当 |x| + 5 = |x − 5| 时,x < 0。
七、课堂小结
知识点
核心内容
注意事项
数轴
三要素:原点、正方向、单位长度
缺一不可;单位长度必须统一
数轴与有理数
任何有理数都可用数轴上一个点表示
数轴上点不都表示有理数
相反数
只有符号不同的两个数
0 的相反数是 0;成对出现
相反数性质
a + b = 0 ↔ a、b 互为相反数
几何上关于原点对称
绝对值定义
|a| 表示 a 到原点的距离
|a| ≥ 0(非负性)
绝对值化简
正数=a;负数=−a;0=0
先判正负,再对号入座
绝对值方程
|x|=a(a>0) → x=±a
两个解互为相反数
口诀:数轴三要素要记全,原点方向单位长;相反数,符号反,距离原点一样远;绝对值,距离算,非负性质是关键。
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