内容正文:
1.2.1 有理数的概念 知识清单2026-2027 学年七年级数学上册人教版
一、从"数不够用"到有理数
上一节我们认识了负数,数的家族里多了"小于 0 的数"。可是这样一路加下去,数的家族到底有多少成员?它们之间又是什么关系?要回答这些问题,就得先弄清楚一个更大的"家族"——有理数。
回忆一下,我们已经学过的数可以分成两大类:
整数:像 −3、−2、−1、0、1、2、3 这样没有小数部分、也没有分数部分的数。其中 1、2、3… 叫正整数,−1、−2、−3… 叫负整数,0 单独算一个。
分数:像 、、−、1.5、−0.25 这样能写成"两个整数相除"形式的数。
把这两类合起来,就得到了本节的核心定义。
二、有理数的定义
定义:整数和分数统称为有理数。
本质特征:任何一个有理数都可以写成两个整数之比的形式 (p、q 为整数,且 q ≠ 0)。反过来,能写成这种形式的数,就是有理数。
理解这个定义,要抓住两点:
第一,"统称"二字说明有理数是一个"总数"。它不是整数和分数之外的第三种数,而是整数与分数合起来的整体名称。就像"学生"是"男生和女生"的统称一样,有理数 = 整数 + 分数。
第二,整数其实也是分数。例如 ,−5 = −,0 = 。任何整数都能写成分母为 1 的分数形式,所以整数天然属于有理数。这也是为什么定义里用"统称"而不是"相加"——它们本来就是一家人。
特别注意:π 不是有理数。π = 3.1415926… 是无限不循环小数,它不能写成两个整数之比,所以不属于有理数。判断一个数是不是有理数,关键是看它能不能化成两个整数之比。
三、有理数的两种分类
同一个有理数家族,可以按不同的"标准"排队,最常用的有两种分法。理解这两种分法的区别,是本节的重点。
1. 按定义分类:有理数 = 整数 + 分数
有理数
整数
正整数(如 1,2,100)
负整数(如 −1,−2,−100)
分数
正分数(如 ,,1.5)
负分数(如 −,−0.25)
2. 按正负分类:有理数 = 正有理数 + 0 + 负有理数
有理数
正有理数
正整数(如 1,2,100)
正分数(如 ,,1.5)
0(单独一类)
0 既不是正数,也不是负数
负有理数
负整数(如 −1,−2,−100)
负分数(如 −,−0.25)
3. 两种分类的对比
比较角度
按定义分类
按正负分类
分类标准
按数的形式(是整数还是分数)
按数的符号(是正、是负还是 0)
第一层
整数、分数(共 2 类)
正有理数、0、负有理数(共 3 类)
0 的位置
归入整数
单独一类,不属于任何一边
细分结果
正整数、负整数、正分数、负分数(0 在整数中)
正整数、正分数、负整数、负分数(0 单独列出)
统一记忆:无论哪种分法,细分到最底层,得到的都是这 五类——正整数、负整数、正分数、负分数、0。区别只在于:按定义分时 0 藏在"整数"里,按正负分时 0 要单独拎出来。抓住这五类,任何有理数都能对号入座。
四、小数与有理数的关系
小数到底算不算有理数?这是同学们最容易犯迷糊的地方。请记住下面这张"归属表":
小数的类型
举例
是否属于有理数
有限小数
0.5、−2.75、1.25
是。都可以化成分数(0.5 = ,−2.75 = −)
无限循环小数
0.333…、0.1212…
是。循环小数都能化成分数,属于有理数
无限不循环小数
π = 3.1415926…
不是。不能化成两个整数之比,是无理数
易错提醒:因为有限小数和无限循环小数都能化成分数,所以在分类时,遇到 0.5、−1.25 这样的数,要把它们看成分数(即正分数或负分数),而不是"既不是整数也不是分数"的另类。判断时先把它化成分数,再归入相应类别。
五、0 的位置
0 在有理数家族中非常"特殊",务必弄清它的四重身份:
① 0 是整数。它属于整数这一类。
② 0 是有理数。因为整数统称为有理数的一部分,所以 0 自然是有理数。
③ 0 不是正数,也不是负数。它既不属于正有理数,也不属于负有理数。
④ 0 是正数与负数的分界。比 0 大的是正数,比 0 小的是负数。
反向检验:"0 是最小的整数"对吗?——不对,还有 −1、−2 等比它小的整数。"0 是最小的有理数"对吗?——也不对,没有最小的有理数。0 只是正整数与负整数的分界,不是"最小"。
六、常见概念辨析
说法
判断
理由
一个有理数不是整数就是分数
对
这正是有理数的定义:整数和分数统称有理数。
0 不是有理数
错
0 是整数,而整数都是有理数,所以 0 是有理数。
小于 3 的正整数只有 1、2
对
正整数是 1、2、3…,小于 3 的只有 1 和 2。注意 0 不是正整数。
−a 一定是负有理数
错
当 a 是负数或 0 时,−a 是正有理数或 0。含字母要讨论。
所有的小数都是有理数
错
有限小数和无限循环小数是有理数,但无限不循环小数(如 π)不是。
非负整数就是指正整数
错
"非负"指不是负的,即 ≥ 0,所以非负整数包括正整数和 0。
几个常用"非"字表述(易混,需记牢):
非负数 = 正数和 0 非正数 = 负数和 0
非负整数 = 正整数和 0 非正整数 = 负整数和 0
非负有理数 = 正有理数和 0 非正有理数 = 负有理数和 0
规律:"非"字只排除一个方向,0 永远保留(因为 0 既不是正也不是负)。
七、分层例题精讲
【第一层:概念识别】
例 1 把下列各数填入相应的集合中:
−7, 0, 3.14, −, +5, −0.6, 100, −(−2), 0.1010010001…(相邻两个 1 之间 0 的个数逐次增加)
正整数集合:{ } 负分数集合:{ }
思路:先化简,再按定义归类。注意最后那个小数是无限不循环小数,不是有理数。
解:正整数集合:{+5,100,−(−2)}(因为 −(−2) = 2,是正整数);
负分数集合:{−,−0.6}(−0.6 = −,是负分数);
有理数集合:{−7,0,3.14,−,+5,−0.6,100,−(−2)}(不含最后一个无限不循环小数)。
易错点:① 忘记把 −(−2) 化简,误归类;② 把无限不循环小数当成有理数。
例 2 下列说法正确的是( )
A. 有理数分为正有理数和负有理数 B. 0 既不是整数也不是分数
C. 一个有理数不是整数就是分数 D. 小数都是有理数
思路:逐个用定义检验。
A 错:漏掉 0;B 错:0 是整数;D 错:无限不循环小数不是有理数。
答案:C。
【第二层:分类与归属】
例 3 判断下列说法是否正确,并说明理由:
(1)−3.5 是负分数; (2)0 是正有理数; (3)−100 是负整数,也是负有理数。
解:(1)对。−3.5 = −,是负分数。
(2)错。0 既不是正数也不是负数,不属于正有理数。
(3)对。−100 是负整数;负整数属于负有理数,所以它也是负有理数。
例 4 把下列各数按要求分类:−8,+2.5,0,−1.5,−,6,−0.7,17。
(1)其中整数有____;分数有____;
(2)其中正有理数有____;负有理数有____。
思路:同一批数,按不同标准分类,结果不同,要分清题目问的是哪种标准。
解:(1)整数有 −8、0、6、17;分数有 +2.5、−1.5、−、−0.7(2.5 = ,−1.5 = −,−0.7 = −);
(2)正有理数有 +2.5、6、17;负有理数有 −8、−1.5、−、−0.7。
【第三层:辨析说理】
例 5 (1)"非负整数就是正整数"这句话对吗?为什么?
(2)请写出三个既不是正数也不是负数的数。
解:(1)不对。"非负"表示"不是负的",即大于或等于 0,所以非负整数包括正整数和 0。例如 0 就是非负整数,但不是正整数。
(2)0、0.0、−0(都等于 0)。(此类题答案不唯一,只要写出的数都等于 0 即可。)
例 6 已知 a 是有理数,下列说法:① −a 是负数;② |a| 是正数;③ a 与 −a 中必有一个是负数。其中正确的有几个?
思路:含字母的题必须对 a 的取值分类讨论——a 可能是正数、负数或 0。
解:① 错:当 a = 0 时,−a = 0 不是负数;
② 错:当 a = 0 时,|a| = 0 不是正数;
③ 错:当 a = 0 时,a 与 −a 都是 0,都不是负数。
总之,正确的有 0 个。
点评:凡含字母的判断题,先想 a 能不能等于 0,往往一举识破陷阱。
【第四层:综合应用】
例 7 从 −5、0、4.5、−、7、−1 中任取三个数,按要求各写一组:
(1)一个整数、一个负分数、一个正有理数;
(2)三个负有理数。
解(答案不唯一,合理即可):
(1)取整数 7、负分数 −、正有理数 4.5;
(2)取 −5、−、−1(三个都是负有理数)。
例 8 小丽把"有理数"按自己的理解分成了三类(见下表)。请判断她的分类是否合理,并说明理由。
小丽的分类
内容
第一类
正整数、负整数
第二类
正分数、负分数
第三类
0
解:小丽的分类把 0 单列,是按正负分类的思路,得到正有理数(正整数、正分数)、负有理数(负整数、负分数)、0 三类,是合理的。
如果按定义分类,则整数(正整数、负整数、0)和分数(正分数、负分数)统称有理数,0 归在整数里。
点评:本题重在体会"分类标准要统一"——同一次分类不能用两个不同的标准。
例 9 (数学文化)"有理数"这个名字从何而来?请查阅资料,简要说说它的由来。
参考:"有理数"来自英文 rational number,其中的 ratio 是"比率"的意思。有理数原本指"能写成两个整数之比的数"。由于历史上翻译的沿袭,"有理数"这个名称沿用至今。所以"有理数"并不意味着"更有道理的数",而是"能写成整数之比的数"。
说明:理解名称由来,有助于记住有理数的本质——能写成 p/q(p、q 为整数,q ≠ 0)形式的数。
八、本节知识结构梳理
1. 一个定义。整数和分数统称有理数;本质是能写成 p/q(q ≠ 0)的形式。
2. 两种分类。按定义分 → 整数、分数;按正负分 → 正有理数、0、负有理数。两者细到最底层都是"五类":正整数、负整数、正分数、负分数、0。
3. 0 的四重身份。是整数、是有理数、不是正数也不是负数、是正负数的分界。
4. 小数归属。有限小数、无限循环小数都是有理数;无限不循环小数(如 π)不是。
5. "非"字规律。"非"只排除一个方向,0 永远保留。
易错清单(考前必看):
① 漏 0 —— 分类时忘记 0 是整数、是有理数,或在正负分类中不给 0 单列;
② 小数误判 —— 把有限小数、循环小数当成"非有理数";或把 π 当有理数;
③ 字母陷阱 —— 认为 −a、|a| 一定是负数/正数,忘记讨论 a = 0;
④ "非"字误解 —— 把"非负整数"当成"正整数",漏掉 0;
⑤ 先化简 —— 遇到 −(−2)、|−3| 这类数,忘化简就归类;
⑥ 标准混乱 —— 同一次分类里混用"定义"和"正负"两个标准。
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