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第3章 实数 第7讲 实数及其运算(3.2、3.4)
第3章 实数
第7讲 实数及其运算(3.2、3.4)
专题讲义
(一)实数的分类及大小比较
例题精析
例 1 把下列各数填在相应的横线上:
,,,0,π,-3.14,2.9,1.3030030003⋯(每两个“3”之间依次多一个“0”)
正有理数:___;
无理数:___;
负实数:___;
分数:___。
▍思路点拨 根据正有理数的意义,将正有理数写在正有理数集合内;根据无理数的意义,将无理数写在无理数集合内;根据负实数的意义,将负实数写在负实数集合内;分数包括正分数与负分数,注意:有限小数与无限循环小数都是分数。
▍过程详解 解:正有理数:,,2.9;
无理数:,π,1.3030030003⋯(每两个“3”之间依次多一个“0”);
负实数:,-3.14;
分数:,-3.14,2.9。
▍总结升华 无理数是无限不循环小数,与有理数的根本区别是有理数能表示成(m,n 为整数,且 n≠ 0)。
变式 1 把下列各数的序号填在相应的横线上:
①;
②;
③π-1;
④+1;
⑤-3.14;
⑥;
⑦0;⑧2.828828882⋯(两个2之间依次多1个8)。
整数:___;负分数:___;无理数:___。
例 2 阅读材料,回答问题。
下框中小马的作业,老师看了后,找来小马。
问道:“小马,你标在数轴上的两个点对应题中两个无理数,是吗?”
小马点点头。
老师又说:“你这两个无理数对应的点找得非常准确,遗憾的是没有完成全部解答。”
请你帮小马将上面的作业做完。
▍思路点拨 根据对无理数的认识可得-π,是无理数,然后将,-4,2 表示在数轴上,接下来根据数轴上左边的数小于右边的数进行比较。
▍过程详解 解:把实数,-π,-4,,2 表示在数轴上如图所示。
。
▍总结升华 实数与数轴一一对应,在数轴上表示的实数,右边的数总比左边的数大。
变式 2 在数轴上表示下列各数(要准确画出来),并用“<”把这些数连接起来。
-(-4),-|-3.5|,,0,+(+2.5),。
(二)实数的运算
例题精析
例 3 计算:
;
;
;
。
▍思路点拨 根据实数的运算顺序化简计算即可求得。
▍过程详解 解:
(1)原式=-4+4-3=-3。
(2)原式。
(3)原式=0.7-()=0.7+3.5=4.2。
(4)原式。
▍总结升华 理清运算顺序,按照实数的运算顺序进行运算,注意符号。
变式 3 计算:
;
;
;
。
(三)实数运算相关规律探究
例题精析
例 4 观察下列一组算式的特征及运算结果,探索规律:
①;
②;
③;
④;⋯
(1)观察算式规律,计算=___;=___。
(2)用含正整数 n 的式子表示上述算式的规律:___。
(3)计算:。
▍思路点拨 观察式子的特点,容易发现每个算术平方根的结果都比根号中第二个数少2,把这个规律应用即可。
▍过程详解 解:
,。故答案为7;21。
。
▍总结升华 仔细观察式子特点,发现规律,再应用规律,体现了从特殊到一般再到特殊的数学思想方法。
变式 4 先阅读理解,再解决问题:
;
;
;
;
⋯
根据上面计算的规律,解决问题:
=___=___。
(2)求(用含 n 的式子表示)。
(四)无理数的取整问题
例题精析
例 5 阅读下面的文字,解答问题。
大家知道是无理数,而无理数是无限不循环小数,因此的小数部分我们不可能全部写出来,于是用来表示的小数部分。因为的整数部分是1,将减去其整数部分,差就是的小数部分。请解答:
介于连续的两个整数 a 和 b 之间,且 a<b,那么 a=___,b=___。
(2)如果的小数部分为 a,的整数部分为 b,求 的值。
(3)已知:,其中 x 是整数,且 0<y<1,求 y-x 的值。
▍思路点拨 根据算术平方根的定义,利用“逐步逼近”法求得介于哪两个连续整数之间,先分别估算无理数,及的大小,再取整数部分和小数部分即可。
▍过程详解 解:
(1)因为,,而9<13<16,所以,因为介于连续的两个整数 a 和 b 之间,且 a<b,所以 a=3,b=4。故答案为3;4。
(2)因为,,所以的小数部分 ,的整数部分 b=3,所以 ,所以 的值为1。
(3)因为,所以。又因为,其中 x 是整数,且 0<y<1,所以 x=11,,所以 。
▍总结升华 估计无理数的大小,即求出无理数的整数部分和小数部分,通常先估计其整数部分,然后用原数减去其整数部分就是小数部分。
变式 5 数学活动课上,王老师说:“是无理数,无理数就是无限不循环小数。同学们,你们能把的小数部分全部写出来吗?”大家议论纷纷,小明说:“要把它的小数部分全部写出来是非常难的,但我们可以用表示它的小数部分。”王老师说:“小明的说法是正确的,因为的整数部分是2,将这个数减去其整数部分,差就是小数部分。”请你解答:已知,其中 x 是一个整数,且 0<y<1,求 3x+() 的值。
(五)实数与数轴上的点一一对应
例题精析
例 6 如图1,这是由8个同样大小的立方体组成的魔方,体积为8。
(1)图中阴影部分是一个正方形 ABCD,求出阴影部分的面积及其边长。
(2)把正方形 ABCD 放到数轴上,如图2。使得点 A 与1重合,那么点 D 在数轴上表示的数为___。
(3)在(2)的条件下,把正方形 ABCD 沿数轴逆时针方向滚动。当点 B 第一次落在数轴上时,求点 B 在数轴上表示的数。
▍思路点拨 (1)根据立方体的体积公式,求出棱长,再用大正方形的面积减去四个直角三角形的面积,即可求解;
(2)用1减去正方形的边长 AD 即为点 D 表示的数;
(3)当点 B 第一次落在数轴上时,正方形滚动了两次,与点 A 相比向左移动了3倍 AD 的长度,即可求解。
▍过程详解 解:
(1)由题意可得,魔方为正方体,其棱长为,所以小立方体的棱长为1,则正方形 ABCD 的面积为,设正方形 ABCD 的边长为 a,则 ,解得 ,答:阴影部分的面积为2,边长为。
(2)由(1)可得 ,又因为点 A 与1重合,点 D 在点 A 的左边,所以点 D 表示的数为,故答案为。
(3)由题意可得,当点 B 第一次落在数轴上时,正方形滚动了两次,与点 A 相比向左移动了的长度,又因为点 A 与1重合,所以点 B 在数轴上表示的数为。
▍总结升华 由体积得棱长,再得面积,最后得正方形的边长。实数与数轴上的点一一对应,即每一个实数都可以用数轴上的点来表示,反之,数轴上的任意一点都表示一个实数。
变式 6 如图,面积为5的正方形 ABCD 的顶点 A 在数轴上且表示的数为1,若点 E 在数轴上(点 E 在点 A 的左侧),且 AD=AE,则点 E 所表示的数为( )
(六)利用正方形构造相关长度的无理数线段
例题精析
例 7 如图,纸上有5个边长为1的小正方形组成的图形纸(图1),我们可以把它剪开拼成一个正方形(图2)。
(1)图2中拼成的正方形的面积是___;边长是___。
(2)你能把10个小正方形组成的图形纸(图3),剪开并拼成正方形吗?若能,请仿照图2的形式把它重新拼成一个正方形,并求出这个正方形的边长。
▍思路点拨 本题考查了实数(算术平方根)的应用以及格点正方形的面积计算,巧妙地根据网格的特点,熟练掌握图形的拆补是解题的关键。
▍过程详解 解:
(1)因为拼成的正方形面积等于原5个小正方形的面积和,所以拼成的正方形面积为5;由正方形的面积公式 可得 。故答案为5;。
(2)剪拼图如图。
因为拼成的正方形面积等于原10个小正方形的面积和,所以拼成的正方形面积为10,由正方形的面积公式可得边长 。
▍总结升华 对于面积不为平方数的正方形,可以用割补法先求出面积,然后得到长度为无理数的正方形边长。
变式 7 教材中的探究:如图,把两个边长为1的小正方形沿对角线剪开,用所得到的4个直角三角形拼成一个面积为2的大正方形。由此,得到了一种能在数轴上画出无理数对应点的方法(数轴的单位长度为1)。
(1)图1中大正方形的边长为___,图2中点 A 表示的数为___。
(2)如图3,将面积为3的正方形放在数轴上,以表示实数1的点为圆心,正方形的边长为半径,作圆交数轴于点 A,B。
①圆直径 AB 长度为___;
②直接写出数轴上点 A 表示的数为___。
链接好题
若整数 a 满足,则 a 的值为___。
参考答案与方法指导
变式训练
1. ①④⑦
②⑤
③⑥⑧
【解析】整数:
①④⑦;负分数:
②⑤;无理数:
③⑥⑧。
2. 如图。
。
3. (1)原式=2-(-3)+9=14。
(2)原式。
(3)原式。
(4)原式。
4. 。故答案为,21。
(2)根据以上的规律得 ,所以。
5. 因为,所以。因为,且 x 是一个整数,0<y<1,所以 x=10,,所以 3x+()=3×10+[]=33。
6. D
7. (1)设正方形边长为 a,因为 ,所以 。故答案为;。
(2)①
②
链接好题
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