内容正文:
第二章 实数的初步认识 知识清单
一、核心知识总结(必背・单元重点)
1. 平方根
1.1 算术平方根
一般地,如果一个正数 的平方等于 ,即 ,那么这个正数 叫作 的算术平方根。 的算术平方根记作 ,读作”根号 “。 的算术平方根记作 , 的算术平方根记作 。
规定: 的算术平方根是 ,即 。
示例:因为 ,所以 的算术平方根 ;因为 ,所以 的算术平方根 。
1.2 平方根
一般地,如果一个数 的平方等于 (),即 ,那么这个数 叫作 的平方根,也称为二次方根。例如, 和 是 的平方根。
平方根有下列性质:
· 一个正数有两个平方根,这两个平方根互为相反数;
· 的平方根是 ;
· 负数没有平方根。
示例:因为 ,所以 的平方根是 与 ,其中 是 的算术平方根。
1.3 平方根的表示
如果 为正数,那么 有两个平方根 ,其中”“表示可以取正、负两个值,正的平方根是算术平方根 ,负的平方根是 。
示例:因为 ,所以 的平方根是 ; 的平方根是 。
1.4 开平方
求一个数的平方根的运算叫作开平方。开平方与平方互为逆运算。
示例: 与 互为逆运算;。
2. 立方根
2.1 立方根
一般地,如果一个数 的立方等于 ,即 ,那么这个数 叫作 的立方根,也称为三次方根。 的立方根记作 ,读作”三次根号 “。
立方根有下列性质:
· 正数的立方根是正数;
· 的立方根是 ;
· 负数的立方根是负数。
示例:因为 ,所以 是 的立方根,即 ;;。
2.2 开立方
求一个数的立方根的运算叫作开立方。开立方与立方互为逆运算。
示例: 与 互为逆运算;。
3. 实数
3.1 无理数
无限不循环小数叫作无理数。因为分数都可以转化为有限小数或者循环小数,所以无理数不能写成分数形式 (、 是整数,)。和有理数类似,无理数分为正无理数和负无理数。
示例:圆周率 是一个无限不循环小数,是无理数; 也是无理数。
3.2 实数及分类
有理数和无理数统称为实数。实数可以分类如下:
分类方式
分类结果
按定义
有理数(整数、有限小数或循环小数)、无理数(无限不循环小数)
按符号
正实数、、负实数
示例:、 是正无理数; 是负无理数; 既不是正实数也不是负实数。
3.3 实数与数轴
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一个点来表示;反过来,数轴上的每一个点都可以表示一个实数。
示例:以 个单位长度为边长画一个正方形,这个正方形的对角线长为 。以数轴原点为圆心、正方形的对角线长为半径画弧,与数轴正半轴的交点就表示 。可见数轴上并不是所有点都表示有理数。
3.4 实数的大小比较
和有理数一样,可以根据数轴上点的位置,比较它们表示的实数的大小。数轴上的任意两个点,右边的点表示的实数比左边的点表示的实数大。
示例:在数轴上,表示 的点在表示 的点的右边,所以 ;表示 的点在表示 的点的右边,所以 。
3.5 实数的运算
在实数范围内,不仅可以进行加、减、乘、除、乘方运算,而且可以进行开立方运算,任何非负实数还可以进行开平方运算。有理数的绝对值、倒数、相反数的意义,有理数的运算律和运算法则在实数范围内仍然适用。
示例:; 的相反数是 ;。
4. 近似值
4.1 准确值与近似值
生活中,有些数据是准确的,有些数据是近似的。用度量工具测出的长度、质量、时间、速度等数据都是近似值。
示例:某班有 人,这里 是全班人数的准确值;据第七次全国人口普查数据,全国总人口为 亿人,这里 亿是全国总人口的近似值。
4.2 取近似值(四舍五入)
取近似值时,一般采用四舍五入的方法。例如,对于圆周率 ,如果要求精确到 (结果精确到百分位),取 ;如果要求精确到 (结果精确到千分位),取 。
注意:在解决实际问题时,对于像 、、 这样的无理数,计算时应根据具体的要求取它们的近似值。
二、二级结论与方法技巧
1. 常用二级推论
1.1 算术平方根与平方根的关系
正数 的平方根有两个:,其中正的平方根 就是算术平方根,负的平方根是 ; 的平方根与算术平方根都是 。
1.2 算术平方根的双重非负性
,且被开方数 ,即 有意义的前提是 。
1.3 平方与算术平方根的互逆
(),反之 。如 ,。
【使用提醒】化简 时结果应为 而不是 ,须先判断 的符号。
1.4 立方根的性质
;;。如 。
1.5 被开方数越大,算术平方根越大
若 ,则 ;反过来,由 也可推出 ,所以比较两个非负数的算术平方根大小,可转化为比较被开方数的大小。如比较 与 ,由 得 。
1.6 平方根、算术平方根、立方根等于本身的数
算术平方根等于本身的数是 和 ;平方根等于本身的数是 ;立方根等于本身的数是 和 。
2. 解题方法与操作步骤
2.1 求一个数的平方根、算术平方根或立方根
求平方根:找出平方等于该数的数(正数一正一负, 只有一个);求算术平方根:取其中非负的那个;求立方根:找出立方等于该数的数(符号与被开方数相同)。如求 的平方根,由 得 。
2.2 由 或 求未知数
解 ()得 ;解 得 。如 ,先化为 ,得 。
2.3 估计无理数的大致范围(逼近法)
先找到夹住该数的两个相邻整数,再用平方(或立方)逐步逼近。如估计 :由 得 ;由 得 。
2.4 实数的大小比较
① 数轴法:数轴上右边的点表示的实数大;② 平方比较法:两个正数先平方再比较;③ 取近似值比较。如比较 与 ,由 ,得 。
3. 大小比较 / 化简 / 运算小技巧
技巧
要点
示例
比较两个正无理数
同时平方,比较被开方数
比较 与 :,故
判断有理数还是无理数
看能否化为分数(有限或循环小数)
是有理数, 是无理数
求实数的相反数、绝对值、倒数
相反数变号,绝对值非负,倒数颠倒分子分母
的相反数是 ,
化简 与
前者取绝对值,后者等于本身
,
4. 常见考试模型
4.1 非负数之和为 模型
公式:若 (其中 、、),则 、、,即 、、。
示例:如已知 ,则 、、,得 、、。
4.2 无理数的整数部分与小数部分
公式:先估计无理数 介于哪两个相邻整数之间,若 ( 为整数),则 的整数部分是 ,小数部分是 。
示例:如 介于 与 之间(),故其整数部分是 ,小数部分是 。
4.3 平方根、立方根与实际应用
公式:正方形面积 与边长 满足 ,边长 ;正方体体积 与棱长 满足 ,棱长 。
示例:如面积为 的正方形边长是 ;体积为 的正方体棱长是 。
三、章节高频易错点 + 错解 / 正解对比
易错点 1:混淆平方根与算术平方根,漏掉负的平方根
典例:求 的平方根。
错解: 的平方根是 。
正解: 的平方根是 。因为 ,一个正数有两个平方根,它们互为相反数;而 的算术平方根才是 (非负的那一个)。
原因:概念混淆。学生把”平方根”与”算术平方根”混为一谈,只写了正的平方根。要抓住区别:平方根是一对(),算术平方根是一个(非负的 );正数有正负两个平方根, 只有一个平方根。
易错点 2:化简 时直接写 ,忽略符号
典例:化简 。
错解:。
正解:,即 。一般地,,当 时 ,当 时 。
原因:忽略符号处理。学生误以为”开平方与平方直接抵消”,忘了算术平方根的结果一定是非负数。 必须写成 ,再根据 的符号去掉绝对值。
易错点 3:把”负数没有平方根”错误迁移到立方根
典例:判断 的平方根、立方根是否存在,若存在则求出。
错解: 既没有平方根,也没有立方根。
正解: 没有平方根(因为负数没有平方根),但 有立方根,(因为 )。
原因:概念条件遗漏。学生把”负数没有平方根”这一结论不加区分地套用到立方根上。平方根要求被开方数非负,而立方根对被开方数没有这个限制,正数、、负数都有立方根,且立方根符号与被开方数相同。
易错点 4:认为”带根号的数都是无理数”
典例:判断下列各数中哪些是无理数:,,,。
错解:、、、 都是无理数。
正解: 和 是无理数;、 都是有理数。
原因:判断标准错误。学生以”是否带根号”作为判断无理数的依据。判断依据应是”是否为无限不循环小数”: 是整数, 是整数,都能写成分数,都是有理数,只有开方开不尽的数才是无理数。
易错点 5:忽略近似值的精确度,随意去掉末位
典例:近似数 与 有区别吗?为什么?
错解:没有区别,两者都等于 。
正解:有区别。 精确到 (十分位), 精确到 (百分位),两者精确程度不同。
原因:忽略末位 的意义。近似数的末位数字是四舍五入得到的,末位所在的位置表示该近似数的精确程度,不能随意去掉;精确度越高,末位 越不能省略。
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