内容正文:
第二章 有理数及其运算 知识清单
一、核心知识总结(必背・单元重点)
1. 认识有理数
1.1 具有相反意义的量
“加分与扣分”“零上温度与零下温度”“高于海平面的距离与低于海平面的距离”“上涨量与下跌量”等都是具有相反意义的量。为了表示具有相反意义的量,我们可以把其中一个量规定为正的,把与这个量意义相反的量规定为负的,并分别用”““”来表示。
示例:”加 分”记为 分,“扣 分”就记为 分。
1.2 正数与负数
像 ,,,……都是正数。像 ,,,……都是负数。0 既不是正数,也不是负数。
“”读作”正”,如”“读作”正 3”。正号”“通常省略不写,简记为 。”“读作”负”,如”“读作”负 8”。
示例: 是正数, 是负数, 既不是正数,也不是负数。
1.3 有理数的概念与分类
整数与分数统称有理数(rational number)。
类别
例
正整数
如 ,,,……
零
负整数
如 ,,,……
正分数
如 ,,,……
负分数
如 ,,,……
示例:,,,, 都是有理数,其中 是正整数, 是负整数, 是正分数, 是负分数。
1.4 数轴
规定了原点、单位长度和正方向的直线称为数轴。通常将数轴画成水平直线,并选择向右的方向为正方向。
任何一个有理数都可以用数轴上的一个点来表示。
图1:规定了原点、单位长度和正方向的数轴
示例:在这条数轴上, 可以用位于原点右边 个单位长度的点表示, 可以用位于原点左边 个单位长度的点表示。
1.5 相反数
像 与 , 与 , 与 这样符号不同、绝对值相同的两个数,我们称其中一个数为另一个数的相反数,也称这两个数互为相反数。特别地, 的相反数是 。
在数轴上,表示互为相反数的两个点,位于原点的两侧,且与原点的距离相等。
示例: 的相反数是 ; 的相反数是 ; 的相反数是 。
1.6 绝对值
在数轴上,一个数所对应的点与原点的距离叫作这个数的绝对值。通常用 表示数 的绝对值。
图2:数轴上表示 、、 的点与原点的距离
数的取值
绝对值
正数
正数的绝对值是它本身
负数
负数的绝对值是它的相反数
的绝对值是
的相反数为 。
示例:,,。
1.7 有理数的大小比较
数轴上两个点表示的数,右边的总比左边的大。
正数大于 ,负数小于 ,正数大于负数。
两个负数比较大小,绝对值大的反而小。
示例:,因为 ,,且 。
2. 有理数的加减运算
2.1 有理数的加法法则
有理数加法法则:
同号两数相加,取相同的符号,并把绝对值相加。
异号两数相加,绝对值相等时和为 ;绝对值不等时,取绝对值较大的数的符号,并用较大的绝对值减较小的绝对值。
一个数同 相加,仍得这个数。
示例:;;;。
2.2 互为相反数的两个数的和
如果 , 互为相反数,那么 ;反之,如果 ,那么 , 互为相反数。
示例: 与 互为相反数,。
2.3 有理数的加法运算律
加法交换律、加法结合律在有理数范围内仍然成立。
加法交换律:;加法结合律:。
示例:。
2.4 有理数的减法法则
有理数减法法则:减一个数,等于加这个数的相反数。
示例:;。
2.5 有理数的加减混合运算
有理数的加减混合运算可以统一成加法运算。
示例: 可以看成 ,,, 这 个数的和。
3. 有理数的乘除运算
3.1 有理数的乘法法则
有理数乘法法则:
两数相乘,同号得正,异号得负,并把绝对值相乘。
任何数与 相乘,积仍为 。
示例:;;。
注意:一个数乘 ,所得的积就是它的相反数。
3.2 倒数
如果两个有理数的乘积为 ,那么称其中一个数是另一个数的倒数,也称这两个有理数互为倒数。
示例: 与 互为倒数, 与 互为倒数。
3.3 多个有理数相乘
几个不等于 的数相乘,积的符号由负因数的个数来决定。当负因数的个数是奇数时,积的符号为负;当负因数的个数是偶数时,积的符号为正。积的绝对值等于各个因数的绝对值的积。
几个数相乘,有一个因数为 时,积就为 。
示例:,负因数有 个,积为正。
3.4 有理数的乘法运算律
乘法交换律、乘法结合律以及乘法对加法的分配律在有理数范围内仍然成立。
乘法交换律:;乘法结合律:;乘法对加法的分配律:。
示例:。
3.5 有理数的除法法则
两数相除,同号得正,异号得负,并把绝对值相除。
除以任何非 的数都得 。
注意: 不能作除数。
除以一个数等于乘这个数的倒数。
示例:;。
4. 有理数的乘方
4.1 乘方及相关概念
一般地, 个相同的因数 相乘,记作 。这种求 个相同因数 的积的运算叫作乘方,乘方的结果叫作幂, 叫作底数, 叫作指数, 读作” 的 次幂”(或” 的 次方”)。
示例:;;。
注意:,它表示 的相反数;,它表示 的 次幂,两者的底数不同。
4.2 科学记数法
一般地,一个大于 的数可以表示成 的形式,其中 , 是正整数,这种记数方法叫作科学记数法。
示例:;。
5. 有理数的混合运算
先算乘方,再算乘除,最后算加减;如果有括号,先算括号里面的。
示例:。
6. 近似数
在许多情况下,很难取得准确数,或者没有必要使用准确数,可以使用近似数。
一般地,一个近似数四舍五入到哪一位,就说这个近似数精确到哪一位。
示例:(精确到个位);(精确到 )。
二、二级结论与方法技巧
1. 常用二级推论
1.1 相反数、绝对值、倒数的基本关系
一个数 的相反数是 ,即 ;互为相反数的两个数之和为 ,即 ;互为倒数的两个数之积为 ;,且 , 当且仅当 。
1.2 负数的幂的符号规律
负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数。特别地,,( 为正整数)。如 ,。
1.3 与 的区别
表示 个 相乘,底数是 ; 表示 的相反数,底数是 。如 ,而 。
1.4 平方的非负性
任何一个有理数的平方都是非负数,即 ,且 当且仅当 。如 恒成立。
2. 解题方法与操作步骤
2.1 有理数加减混合运算的步骤
先统一成加法(把减法化为加相反数),再运用加法交换律、结合律把同号数或互为相反数的数先合并,最后依次相加。如 。
2.2 有理数乘法符号的判断
先看负因数的个数定符号(奇负偶正),再算绝对值之积。如 ,负因数有 个,积为负,。
2.3 绝对值的化简
(当 时),(当 时)。如 ;若 ,则 。
2.4 相反数、绝对值、倒数综合
一个数 的相反数是 ,绝对值是 ,倒数是 ()。如 的相反数是 ,绝对值是 ,倒数是 。
3. 大小比较 / 化简 / 运算小技巧
技巧
要点
示例
负数比较大小
两个负数,先比绝对值,绝对值大的反而小
,因
用数轴比大小
数轴上右边的数总比左边的大
运算律凑整
同号先合并、互为相反数先抵消、凑整十整百
分配律简便
把括号外的因数分配给每一项,先约分再相加
带分数化假分数
乘除混合时先把带分数化为假分数,统一为乘法
4. 常见考试模型
4.1 数轴与绝对值(点到原点的距离)
公式: 表示数轴上表示 的点与原点的距离;数轴上两点 、 表示的数分别为 、,则 、 两点间的距离为 。
限定:距离是非负数,。
示例:如 、 两点表示的数分别为 和 ,则 。
4.2 概念辨析(正数、负数、相反数、绝对值、倒数)
公式: 既不是正数也不是负数; 的相反数是 ,绝对值是 ,没有倒数;正数的相反数是负数,负数的相反数是正数。
限定: 不能作除数,故 没有倒数。
示例:如 ;; 的倒数是 。
4.3 科学记数法表示大数
公式:大于 的数写成 (, 为正整数), 等于原数整数位数减 。
限定: 必须是大于或等于 且小于 的数, 是正整数。
示例:如 ,共 位整数,。
4.4 精确度的判断
公式:近似数四舍五入到哪一位,就说它精确到哪一位。
限定:”42.3 万”精确到千位,“960 万”精确到万位。
示例:如 精确到百分位; 精确到千分位。
三、章节高频易错点 + 错解 / 正解对比
易错点 1:把 0 归入正数或负数
典例:判断”一个数不是正数,就是负数”是否正确。
错解:正确。因为正数和负数已经包括了所有的数。
正解:不正确。因为 既不是正数,也不是负数。一个数如果不是正数,可能是负数,也可能是 。
原因:概念理解错误。学生把”正数”和”负数”看作对全体数的完整分类,忽略了 这个特殊数。引入负数后,容易把”非正即负”的直觉直接套用,漏掉” 既不是正数也不是负数”这一规定。
易错点 2:把”符号不同”当作”互为相反数”的充分条件
典例:判断”符号不同的两个数互为相反数”是否正确。
错解:正确。如 与 符号不同,它们互为相反数。
正解:不正确。互为相反数的两个数必须同时满足”符号不同”且”绝对值相同”。如 与 虽然符号不同,但绝对值不同,不是相反数; 的相反数是 。
原因:概念条件遗漏。学生记住了”符号不同”这个显眼特征,忽略了”绝对值相同”这一关键限定。相反数的两个条件缺一不可,判断时要逐个核对。
易错点 3:负数的绝对值仍取负数
典例:求 的绝对值。
错解:。
正解:。因为负数的绝对值是它的相反数, 的相反数是 。
原因:把绝对值与数本身混淆。绝对值表示的是点到原点的”距离”,距离一定是非负数,故 ,不能是负数。学生误以为”绝对值”只是把符号去掉,对负数处理时仍保留负号。
易错点 4:两个负数比较大小套用正数规律
典例:比较 与 的大小。
错解:因为 ,所以 。
正解:因为 ,,且 ,所以 。两个负数比较大小,绝对值大的反而小。
原因:把正数比较大小的规律直接迁移到负数。学生对” 在数轴上位于 的左边”缺乏直观,只是机械套用”数字大的数大”。两个负数比较时,绝对值越大,这个数在数轴上越靠左,反而越小。
易错点 5:混淆 与
典例:计算 。
错解:。
正解:。 表示 的相反数,底数是 ;而 ,底数是 。
原因:底数判断错误。学生把 中的负号误当作底数的一部分,没有区分”( 的相反数)“与”( 的 次幂)“。带负号且无括号的乘方,负号在幂运算之外。
易错点 6:把乘法分配律错误迁移到除法
典例:计算 。
错解:。
正解:先算括号里面的:。
原因:运算律迁移错误。乘法对加法的分配律是 ,但除法没有分配律,即 。学生把乘法的分配律错误套用到除法上,遇到”一个数除以一个和”时,必须先算括号再除。
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