内容正文:
第19章 实数
19.2 实数
(第5课时)实数的运算
八年级上册 数学(沪教版·五四制)
学习目标
学习目标:算得有序,结果有据
有序计算
把有理数的运算律与运算顺序推广到实数。
精确与近似
先适当化简,再按题目要求取近似值。
解决问题
从公式与几何图形中提取数量关系,解释所得答案。
复习引入
回顾 已学的开方与乘方
计算下列各式:
(1) 、。
(2) 。
解第(1)题
、。
先看根号与平方的位置。
解第(2)题
。
。
方法:按算术平方根意义计算。
注意:非负。
方法:先开立方,再求绝对值。
注意:负数的立方根仍是负数。
知识讲授
运算意义推广到实数
实数的加、减、乘、除、乘方运算的意义,和有理数运算的意义一样.我们学过的有理数的运算法则、运算律以及运算顺序的规定,在实数范围内同样适用.
加、减、乘、除、乘方的意义没有改变。
除法中除数不能为0,这一要求也没有改变。
知识讲授
加法交换律与结合律
加法交换律:.
加法结合律:.
其中、、均为实数。
如。
运算律允许重新安排加数与分组。
知识讲授
乘法交换律与结合律
乘法交换律:.
乘法结合律:.
其中、、均为实数。
如。
把相同的平方根相乘,可用平方根的意义计算。
知识讲授
乘法对加法的分配律
乘法对加法的分配律:.
其中、、均为实数。
如。
反向使用分配律,可以提取相同的因数。
知识讲授
实数混合运算的顺序
实数混合运算的顺序为:先乘方和开平(立)方,再乘除,最后加减.
有括号时,先算括号里面的。
乘除同级,通常按从左到右的顺序计算。
平方根要求被开方数非负;立方根可对任意实数求值。
知识讲授
看清根号覆盖到哪里
根号是整体符号
要先计算根号内的两项和。
先算内部
,,内部合为16。
最后开方
;不能把一个和随意拆成两个根号。
例题讲解
例 11
计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
解第(1)题
。
由分配律:。
解第(2)题
。
除以,就是乘。
交换结合得。
方法:提取共同因数。
注意:最后一项的系数是1。
方法:把除法改为乘倒数,再安排顺序。
注意:分数的分子、分母要整体交换。
例题讲解
例 11
计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
解第(3)题
。
根号内先算:;再开方得4。
方法:先确定根号范围。
注意:最外层根号覆盖两项之和。
例题讲解
例 11
计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
解第(4)题
。
括号内合并为。
分配得。
方法:先合并相同因数的项,再用分配律。
注意:2不能与直接相加成一个整数。
例题讲解
变式
例 11
计算:
(1) 。
(2) 。
解第(1)题
。
。
解第(2)题
。
。
方法:提取共同因数。
注意:省略的系数为1。
方法:用分配律逐项相乘。
注意:两项都要乘。
方法总结
运算律的两种用法
合并:反向使用分配律
(1)寻找相同的因数,如。
(2)只把这些项的系数相加或相减。
(3)相同因数保留不变。
配对:使用交换律和结合律
(1)先把除法改成乘倒数。
(2)将相同平方根安排到一起。
(3)用完成计算。
知识讲授
取近似值的顺序
对于涉及无理数的实数运算,很多时候需要对结果取近似值.这时,可以先对算式进行适当化简,然后一般用“四舍五入法”,按照所要求的精确度取近似值.
先化简到便于计算的形式,再输入计算器。
保留两位小数,要观察第三位小数。
由精确值写出近似值时用,保留末尾所需的。
知识讲授
精确的数与近似数
精确表示
一星期7天, cm m;、也能表示精确的数。
近似表示
、,右边是对应的近似值。
按要求作答
未要求取近似值时,结果可以保留为、。
例题讲解
例 12
计算(结果保留两位小数):
(1) 。
(2) 。
解第(1)题
。
先合并。
计算得约4.555806,保留两位小数。
解第(2)题
。
括号内。
计算得约6.928203,保留两位小数。
方法:先化简,再对最后结果舍入。
注意:不要过早把取成1.41。
方法:先算平方与括号。
注意:6.928保留两位小数需进1。
例题讲解
变式
例 12
计算,结果保留两位小数。
答:。
解
平方与减法得。
,按两位小数写成2.50。
方法:先精确计算,再按位数规范书写。
注意:保留两位小数时,2.5应写为2.50。
方法总结
精确计算与近似计算
精确计算:用运算律整理
(1)先处理乘方、开方和括号。
(2)把相同因数的项合并。
(3)未要求近似时保留精确的根式或π。
近似计算:最后才舍入
(1)先化简,减少计算器输入。
(2)多保留若干位中间结果。
(3)根据最终精确度用四舍五入法取值。
例题讲解
例 13
伞兵脱离飞机打开降落伞前下降的高度(单位:m)与下降的时间(单位:s)近似地满足(不计空气阻力)。某伞兵在打开降落伞前下降了920 m,问:大约经过了多少时间(结果精确到1 s)?
答:大约经过 s。
解
代入得,所以。
因为,(s)。
方法:先代入模型,再根据时间意义选正根。
注意:这里使用题设近似关系,并且不计空气阻力。
例题讲解
例 13
伞兵脱离飞机打开降落伞前下降的高度(单位:m)与下降的时间(单位:s)近似地满足(不计空气阻力)。某伞兵在打开降落伞前下降了920 m,问:大约经过了多少时间(结果精确到1 s)?
检验与解释
答:时间介于13 s与14 s之间,精确到1 s为14 s。
解
,。
离14更近,舍入后的时间不再要求精确还原920 m。
方法:用相邻整数代入模型,检查时间范围。
注意:负根没有时间意义;近似答案回代存在舍入误差。
例题讲解
变式
例 13
仍用(不计空气阻力),若下降高度为196 m,求下降时间。
答:下降时间为 s,约 s。
解
。
取,可用确认正根。
方法:先求时间的平方,再选正根。
注意:没有精确度要求时,精确值与近似值要区分。
知识讲授
结果一定还是原来的数类吗
有理数之间
加、减、乘,以及除数非零的除法,结果仍是有理数。
无理数之间
,,结果可以是有理数。
判断方法
能化简就先化简;“含无理数”并不决定最后结果的数类。
环节归纳
探究
讨论下列问题:
(1) 如果、都是有理数,分别通过加、减、乘、除四则运算,得到的结果一定是有理数吗?
(2) 如果、都是无理数,分别通过加、减、乘、除四则运算,得到的结果一定是无理数吗?
(3) 除了之前出现的无理数,你还能找出其他的一些无理数吗?
解第(1)题
在除数非零的条件下,一定是有理数。
把有理数写成分数,四则运算后仍可写成分数。
方法:说明四则运算各自的条件。
注意:除数不能为0。
环节归纳
探究
讨论下列问题:
(1) 如果、都是有理数,分别通过加、减、乘、除四则运算,得到的结果一定是有理数吗?
(2) 如果、都是无理数,分别通过加、减、乘、除四则运算,得到的结果一定是无理数吗?
(3) 除了之前出现的无理数,你还能找出其他的一些无理数吗?
解第(2)题
不一定。四种运算都可得到有理数。
;。
;。
方法:用反例否定“一定”。
注意:必须分别照顾加、减、乘、除四种运算。
环节归纳
探究
讨论下列问题:
(1) 如果、都是有理数,分别通过加、减、乘、除四则运算,得到的结果一定是有理数吗?
(2) 如果、都是无理数,分别通过加、减、乘、除四则运算,得到的结果一定是无理数吗?
(3) 除了之前出现的无理数,你还能找出其他的一些无理数吗?
解第(3)题
例如、。
它们分别是17的算术平方根、13的立方根。
方法:结合已学无理数的例子寻找。
注意:不是所有根式都是无理数,如。
课堂练习
练习1
计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
解第(1)题
。
。
解第(2)题
。
分配得。
方法:提取共同因数。
注意:系数和为1。
方法:逐项相乘。
注意:不要遗漏乘1。
课堂练习
练习1
计算:
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
解第(3)题
。
乘倒数并结合:。
解第(4)题
。
先算最外层根号内:。
方法:用交换律将相同平方根配对。
注意:乘除同级,不可把后面的乘式当作整个除数。
方法:先用分配律算内部,再开外层平方。
注意:最外层根号覆盖整个乘积。
课堂练习
练习2
计算(结果保留两位小数):
(1) 。
(2) 。
解第(1)题
。
;合并。
约为1.096376,保留两位小数为1.10。
解第(2)题
。
括号内。
结果约为−21.166010,保留两位小数。
方法:先化简,再保留两位小数。
注意:进位后末尾的0不可省略。
方法:先精确求括号内的数。
注意:负数舍入时先看绝对值,再保留负号。
课堂练习
练习3
如图,在地面上有一个花坛,其底部外周由一段圆弧与正方形的三条边组成。已知圆弧的半径和正方形的边长相等。正方形的面积为30 m²。求花坛底部的周长(取3.14,结果精确到0.1 m)。
(1) 确定外周圆弧的圆心角。
(2) 求花坛底部的周长。
解第(1)题:外周圆弧的圆心角是。
,故是等边三角形,。
外周经过大圆弧,圆心角为。
方法:分别计算三边与大圆弧的长度。
注意:、小圆弧不计入外周。
课堂练习
练习3
如图,在地面上有一个花坛,其底部外周由一段圆弧与正方形的三条边组成。已知圆弧的半径和正方形的边长相等。正方形的面积为30 m²。求花坛底部的周长(取3.14,结果精确到0.1 m)。
(1) 确定外周圆弧的圆心角。
(2) 求花坛底部的周长。
解第(2)题:周长约为 m。
边长与半径均为 m。
(m)。
方法:分别计算三边与大圆弧的长度。
注意:、小圆弧不计入外周。
方法总结
实际问题中的两条计算路线
公式型:代入后求未知量
(1)列清已知量、未知量及单位。
(2)代入关系式,先求平方或立方。
(3)按实际意义选根,再取近似值。
图形型:先读边界再计算
(1)找出外周真正包含的线段和圆弧。
(2)由面积求边长,再判断圆心角。
(3)精确列式,最后统一代入近似值。
环节归纳
辨错 近似值不能过早取
求,结果保留两位小数。小明先取,算得41.00。这样做有什么问题?
答:应为,过早舍入使误差被放大。
解
直接计算。
中间误差乘以100后变大;最后再保留两位小数。
方法:计算器中保留完整中间结果。
注意:只对最终结果按题目精确度舍入。
方法总结
用两种方式检查计算结果
结构检查
(1)括号和根号覆盖范围是否看清。
(2)分配律是否乘到每一项。
(3)同级乘除是否保持原来意义。
数值检查
(1)先估算结果的大致正负与范围。
(2)近似值的小数位数是否正确。
(3)代回原关系时考虑舍入造成的差异。
课堂小结
实数的运算
运算顺序
先处理括号,再乘方和开平立方,然后乘除,最后加减;根号覆盖的整体要先看清。
运算定律
交换律、结合律、分配律在实数范围内仍然适用,可把相同因数合并或把相同平方根配对。
近似计算
先对算式进行适当化简,中间多保留若干位,最后按照要求的精确度用四舍五入法取值。
实际应用
明确数量关系与单位,根据时间和长度等实际意义选取合适的根,并检查答案的合理范围。
特别提醒:根号范围看清;除数非零;最后再取近似值。
针对训练
训练1 按顺序完成基础运算
计算:(1);(2)。
答:(1);(2)。
解
第一式。
第二式。
方法:先乘方和开方,再加减。
注意:负数的平方为正,负数的立方根为负。
针对训练
训练2 合并相同因数的项
计算:。
答:。
解
由分配律,原式。
系数和为5。
方法:把看作共同因数。
注意:最后一项的系数是1。
针对训练
训练3 判断运算是否正确
(1)。
错
理由:左边5,右边7。
(2)。
对
理由:算术平方根的平方等于被开方数。
(3)。
对
理由:反向使用分配律。
(4)两个无理数相加一定还是无理数。
错
理由:。
方法:用定义、运算律或反例作判断。
注意:不能把根号内的加法随意拆开。
针对训练
训练4 给整式中的每一项都乘到
计算:。
答:。
解
分配得。
平方项为7。
方法:用分配律展开两个乘积。
注意:第二项保留原来的负号。
针对训练
训练5 除以分数再乘实数
计算:。
答:。
解
除法改为乘倒数:。
结合后。
方法:先改写除法,再将相同平方根配对。
注意:不能把最后的放到原分母中。
针对训练
训练6 由内向外处理根号
计算:。
答:。
解
最外层根号内为。
所以原式。
方法:先算根号内的乘方与加法。
注意:最外层算术平方根只取非负值。
针对训练
训练7 整理后再求近似值
计算:,结果保留两位小数。
答:。
解
先合并。
约为4.555806,按第三位小数进位。
方法:先得到精确式,再取近似值。
注意:等号用于精确化简,约等号用于近似结果。
针对训练
训练8 负数也按精确度舍入
计算:,结果保留两位小数。
答:。
解
括号内。
绝对值约12.124356,保留两位小数为12.12。
方法:先算精确式,舍入后保留负号。
注意:不能因结果为负数就改变四舍五入规则。
针对训练
训练9 纠正遗漏乘积的错误
小明算:。指出错误并给出正确答案。
答:正确答案为。
解
分配律要求2和都乘外面的。
第一项是,不是2。
方法:逐项画出“谁乘谁”的对应关系。
注意:不能遗漏一个乘积。
针对训练
训练10 判断结果是有理数还是无理数
计算并判断结果的数类:
(1);(2);(3)。
答:(1),有理数;(2),有理数;(3),无理数。
解
先分别用相反数、平方根意义和分配律化简。
根据最终结果判断数类。
方法:先算出结果,再给结果分类。
注意:原式中出现无理数,不代表结果一定无理。
针对训练
训练11 应用:由下降高度求时间
某物体下降的高度与时间近似满足(不计空气阻力,用m,用s)。若下降高度为80 m,求下降时间,精确到0.1 s。
答:下降时间约为 s。
解
,根据时间意义取正根。
,精确到0.1 s为4.0 s。
方法:代入模型并根据实际意义选择正根。
注意:保留一位小数时应写4.0。
针对训练
训练12 应用:长方形标牌的材料
一块长方形标牌,宽为 m,长为 m。求周长与面积,并把面积保留两位小数。
答:周长为 m;面积为 m²,约 m²。
解
周长。
面积。
方法:分别用周长公式与面积公式,再用分配律。
注意:周长单位是m,面积单位是m²。
$