内容正文:
第二章 有理数的运算 知识清单
依据人教版《义务教育教科书·数学》七年级上册(2024年版新教材)编写,供复习备考使用。
一、章知识概览
【学习内容】本章共三节:2.1有理数的加法与减法;2.2有理数的乘法与除法;2.3有理数的乘方。在有理数范围内学习加、减、乘、除、乘方五种运算及其运算律,并学习科学记数法与近似数。
【考点地位】有理数的四则运算、乘方、运算律的灵活运用、科学记数法是中考“数与式”部分的必考基础,也是后续学习整式、方程、不等式、函数的运算根基,运算能力是本册核心素养之一。
【学习目标】①掌握有理数的加、减、乘、除、乘方的运算法则,能正确进行有理数的混合运算;②理解并能运用加法、乘法的运算律简化运算;③理解倒数、乘方、幂、底数、指数的概念;④会用科学记数法表示绝对值较大的数;⑤了解近似数与精确度,会按要求取近似数。
【知识结构图】一图速查本章全貌,下表按“章→节→核心知识点”三层呈现。
第二章 有理数的运算
2.1 有理数的加法与减法
加法法则:同号相加取同号、绝对值相加;异号相加取大绝对值符号、大减小;相反数相加得0;与0相加仍得原数
加法运算律:交换律a+b=b+a;结合律(a+b)+c=a+(b+c)
减法法则:a-b=a+(-b);加减混合运算统一为加法
数轴上两点间的距离:|a-b|
2.2 有理数的乘法与除法
乘法法则:同号得正、异号得负,绝对值相乘;任何数与0相乘都得0
倒数:乘积是1的两个数互为倒数
乘法运算律:交换律ab=ba、结合律(ab)c=a(bc)、分配律a(b+c)=ab+ac
多个非0数相乘:负因数偶数个积为正、奇数个积为负;有一个因数为0积为0
除法法则:a÷b=a·()(b≠0);同号得正、异号得负;0除以任何非0数都得0
2.3 有理数的乘方
乘方:n个相同因数a相乘记作a的n次方(幂),a为底数、n为指数
符号规律:负数奇次幂为负、偶次幂为正;正数任何次幂为正;0的正整数次幂为0
混合运算顺序:先乘方,再乘除,最后加减;同级从左到右;括号按小、中、大依次进行
科学记数法:把大于10的数记为a×10的n次方(1≤a<10,n为正整数)
近似数与精确度:准确数、近似数;四舍五入取近似数
二、核心公式定理
【速查表】本章核心法则、运算律与公式集中列表如下,逐条对照教材,复习时以表代翻书。
名称
公式·法则·性质内容
说明与易错提示
有理数加法法则
同号两数相加取相同符号,绝对值相加;异号两数相加取绝对值较大加数的符号,大绝对值减小绝对值;互为相反数相加得0;一个数与0相加仍得这个数
先定和的符号,再算和的绝对值
加法交换律
a+b=b+a
可任意交换加数位置
加法结合律
(a+b)+c=a+(b+c)
常与交换律结合,把同号、凑整的数先加
有理数减法法则
减去一个数,等于加这个数的相反数:a-b=a+(-b)
两变:减号变加号、减数变相反数
数轴两点距离
数轴上表示数a、b的两点间距离为|a-b|
同侧相减、异侧相加
有理数乘法法则
两数相乘,同号得正、异号得负,绝对值相乘;任何数与0相乘都得0
先定积的符号,再算积的绝对值
倒数
乘积是1的两个数互为倒数
0没有倒数;正数倒数为正、负数倒数为负
乘法交换律
ab=ba
字母相乘时“×”可写作“·”或省略
乘法结合律
(ab)c=a(bc)
先把能约分、凑整的因数相乘
乘法分配律
a(b+c)=ab+ac
逆用分配律可合并:ab+ac=a(b+c)
多因数积的符号
几个非0数相乘,负因数个数为偶数时积为正,奇数时积为负;有因数为0则积为0
先定符号,再把绝对值相乘
有理数除法法则
除以一个不等于0的数,等于乘这个数的倒数:a÷b=a·()(b≠0);同号得正、异号得负;0除以任何非0数都得0
除数不能为0;除法转化为乘法
乘方的意义
n个相同因数a相乘记作a的n次方,结果叫幂;a叫底数,n叫指数
一个数可看作它本身的1次方
乘方的符号规律
负数的奇次幂为负,偶次幂为正;正数任何正整数次幂为正;0的任何正整数次幂为0
(-2)⁴与-2⁴意义不同:前者=16,后者=-16
混合运算顺序
先乘方,再乘除,最后加减;同级运算从左到右;有括号先算括号内(小、中、大依次)
无括号时“先乘除后加减”
科学记数法
把大于10的数表示为a×10的n次方,其中1≤a<10,n为正整数
n等于原数整数位数减1
三、考点知识梳理
(一)2.1 有理数的加法与减法
【有理数的加法法则】进行有理数加法,既要考虑符号,又要考虑绝对值。法则:①同号两数相加,取相同的符号,并把绝对值相加;②绝对值不相等的异号两数相加,取绝对值较大的加数的符号,并用较大的绝对值减去较小的绝对值;互为相反数的两个数相加得0;③一个数同0相加,仍得这个数。如(-3)+(-9)=-(3+9)=-12,12+(-8)=+(12-8)=4。
【加法运算律】加法交换律:a+b=b+a;加法结合律:(a+b)+c=a+(b+c)。多个有理数相加,可以任意交换加数的位置,也可以先把其中几个数相加,从而简化运算,如把互为相反数的数、同分母的数、能凑整的数先结合。
【有理数的减法法则】有理数减法可以转化为加法来进行:减去一个数,等于加这个数的相反数,即a-b=a+(-b)。如3-(-3)=3+(+3)=6,0-7=0+(-7)=-7。在有理数范围内,较小的数减去较大的数,差为负数。
【加减混合运算】引入相反数后,加减混合运算可以统一为加法运算,如a+b-c=a+b+(-c)。为书写简单,可以省略算式中的括号和加号,如(-20)+(+3)-(-5)-(+7)可写成-20+3+5-7,读作“负20、正3、正5、负7的和”。
【数轴上两点间的距离】在数轴上,点A、B分别表示数a、b,则A、B两点间的距离为|a-b|。如表示-3与2的两点相距|2-(-3)|=5个单位长度。
(二)2.2 有理数的乘法与除法
【有理数的乘法法则】两数相乘,同号得正,异号得负,并把绝对值相乘;任何数与0相乘,都得0。如(-3)×(-5)=+(3×5)=15,(-4)×6=-(4×6)=-24。
【倒数】乘积是1的两个数互为倒数。如(-12)×(-2)=1,则-12与-2互为倒数。正数的倒数是正数,负数的倒数是负数,0没有倒数。求一个整数(非0)的倒数,就是以这个数为分母、分子为1的数,如-6的倒数是。
【乘法运算律】乘法交换律ab=ba;乘法结合律(ab)c=a(bc);分配律a(b+c)=ab+ac。用字母表示乘数时,“×”可写作“·”或省略。分配律可正向展开,也可逆用合并。
【多个有理数相乘】几个不等于0的数相乘,积的符号由负因数的个数决定:负因数的个数是偶数时积为正数,是奇数时积为负数;几个数相乘,如果有一个因数为0,积就为0。计算时先定符号,再把绝对值相乘。
【有理数的除法法则】除以一个不等于0的数,等于乘这个数的倒数,即a÷b=a·()(b≠0)。由此可得:两数相除,同号得正,异号得负,并把绝对值相除;0除以任何一个不等于0的数,都得0。如(-36)÷9=-(36÷9)=-4,0÷(-8)=0。
【乘除及四则混合运算】乘除混合运算往往先把除法转化为乘法,再确定积的符号、求出结果。加、减、乘、除混合运算,如无括号指出运算顺序,则先乘除,后加减。
(三)2.3 有理数的乘方
【乘方的意义】n个相同的因数a相乘,即a·a·…·a(n个),记作a的n次方。求n个相同因数的积的运算叫作乘方,乘方的结果叫作幂。在a的n次方中,a叫作底数,n叫作指数。一个数可以看作这个数本身的1次方,指数1通常省略不写。
【乘方的符号规律】根据乘法法则可得:负数的奇次幂是负数,负数的偶次幂是正数;正数的任何正整数次幂都是正数;0的任何正整数次幂都是0。注意(-2)⁴与-2⁴不同:(-2)⁴=16,而-2⁴=-(2⁴)=-16。
【有理数混合运算的顺序】①先乘方,再乘除,最后加减;②同级运算,从左到右进行;③如有括号,先做括号内的运算,按小括号、中括号、大括号依次进行。
【科学记数法】把一个大于10的数表示成的形式(其中1≤a<10,n为正整数),使用的就是科学记数法。如696000=6.96×10的5次方。用科学记数法表示一个n位整数(n≥2)时,10的指数是整数位数减1。对于小于-10的数也可类似表示。
【近似数与精确度】与实际完全符合的数是准确数;接近实际数值但有差别的数是近似数。近似数与准确数的接近程度用精确度表示。按四舍五入法取近似数时,精确到哪一位就看它下一位数字:如π≈3.14精确到百分位(0.01)。近似数末尾的0不能随意去掉,如1.80与1.8精确度不同。
四、重点知识记忆方法
【记忆口诀】加法:同号相加一边倒,异号相加“大”减“小”,符号跟着大的跑,绝对值相等“0”正好。减法:减正变加正,减负变加正,减号减数两变号。乘法除法:同号得正异号得负,绝对值相乘除;0乘任何都得0,0除非0得0。乘方:负奇为负负偶为正,正数永远是正数。
【对比记忆】易混的三组运算对比如下表。
对比项
(-2)⁴
-2⁴
意义
4个(-2)相乘:(-2)×(-2)×(-2)×(-2)
2的4次方的相反数:-(2×2×2×2)
结果
16
-16
【易混对比】相反数、倒数、绝对值三者:和为0的两个数互为相反数,积为1的两个数互为倒数,一个数到原点的距离是它的绝对值。0的相反数是0,0的绝对值是0,但0没有倒数。
五、解题方法总结
题型1 有理数的加减运算
【解题方法】①同号相加:符号不变,绝对值相加;②异号相加:取绝对值较大加数的符号,大绝对值减小绝对值;③遇减法先化为加法(减号变加号、减数变相反数);④多个数相加用运算律,把互为相反数、同号、能凑整的先加。
【数学思想】转化思想:减法统一转化为加法。
题型2 有理数的乘除与乘方运算
【解题方法】①先定符号:乘除看负因数个数(偶正奇负),乘方看指数奇偶与底数正负;②再算绝对值(相乘或相除);③遇除法先转化为乘倒数;④乘方先化为乘法再算,注意(-a)ⁿ与-aⁿ的区别。
【数学思想】分类讨论思想:按数的符号、指数奇偶分类定符号。
题型3 利用运算律简化计算
【解题方法】①凑整、凑零:把互为相反数、和为整数的结合;②逆用分配律:ab+ac=a(b+c),把相同因数提出;③正用分配律:把(a+b)×c拆成ac+bc以约分;④连乘时把能约分、相乘为整的因数先结合。
【数学思想】转化思想、整体思想:通过运算律改变运算顺序,化繁为简。
题型4 有理数混合运算
【解题方法】①严格按顺序:先乘方,再乘除,最后加减;②有括号先算括号内;③同级从左到右;④每步先定符号再算绝对值,避免“先算后忘符号”。
【数学思想】程序化思想:按固定顺序步步推进。
题型5 科学记数法与近似数
【解题方法】①科学记数法:先确定a(1≤a<10),再数原数整数位数,指数=整数位数-1;②取近似数:精确到哪一位,就对它下一位四舍五入;③由科学记数法还原原数,按10的n次方后补n个0。
题型6 有理数运算的实际应用
【解题方法】①先把实际量用正负数表示(规定方向,如收入为正、支出为负);②列有理数算式;③按法则计算并作答;④求总运费、总路程时用绝对值(与方向无关),求结余、位置变化时用代数和。
【数学思想】建模思想、数形结合思想:把实际问题抽象为有理数运算模型。
六、易错点清单
【清单】逐条对照教材与常见易错情形,复习时先自查再对照下表。
常见易错点
正确做法
异号相加时符号取错,如(-8)+5误得-3或误算绝对值相加
异号相加取绝对值较大加数的符号,用大绝对值减小绝对值:(-8)+5=-(8-5)=-3
减法不变号,如3-(-3)误算成0或3-3
减去一个数等于加它的相反数:3-(-3)=3+(+3)=6
把0没有倒数当成“0的倒数是0”
乘积是1的两个数互为倒数,0乘任何数都得0、得不到1,故0没有倒数
多个负数相乘时数错负因数个数
数清负因数个数:偶数个积为正、奇数个积为负;含0则积为0
混淆(-2)⁴与-2⁴,误得(-2)⁴=-16
(-2)⁴=16(4个-2相乘);-2⁴=-16(2⁴的相反数)
乘方运算顺序错,如-2×3²误算成(-6)²
先乘方后乘法:-2×3²=-2×9=-18
除法误做“分配律”,如a÷(b+c)拆成a÷b+a÷c
除法没有分配律;a÷(b+c)应先算括号内,或把除法化为乘法后再处理
科学记数法指数错,如696000写成69.6×10⁴
1≤a<10,696000=6.96×10⁵;指数等于整数位数减1
取近似数后随意去掉末尾0,如把1.80写成1.8
1.80精确到百分位、1.8精确到十分位,精确度不同,末尾0不能去掉
七、高频考点速记
①有理数加法:同号相加取同号、绝对值相加;异号相加取大绝对值符号、大减小;相反数相加得0;与0相加仍得原数。
②减去一个数等于加这个数的相反数:a-b=a+(-b),加减混合可统一为加法。
③乘法:同号得正、异号得负,绝对值相乘;任何数与0相乘都得0。
④乘积是1的两个数互为倒数,0没有倒数。
⑤运算律:交换律、结合律、分配律在有理数范围内仍然成立,可简化运算。
⑥多个非0数相乘:负因数偶数个积为正、奇数个积为负;有因数为0积为0。
⑦除法:除以一个不等于0的数等于乘它的倒数;0除以任何非0数都得0。
⑧乘方:负数奇次幂为负、偶次幂为正;正数任何次幂为正;0的正整数次幂为0。
⑨混合运算顺序:先乘方,再乘除,最后加减;同级从左到右;括号按小、中、大依次。
⑩科学记数法:a×10的n次方(1≤a<10,n为正整数),n等于整数位数减1。
八、学情自测
(一)选择题(每题2分,共5题)
1.计算,正确的结果是( )
A. B. C. D.
2.的倒数是( )
A.7 B. C. D.
3.水的化学式是,其中氢元素的化合价是,氧元素的化合价是.计算的结果是( )
A. B. C. D.
4.实数,在数轴上的对应点的位置如图所示,下列结论正确的是( )
A. B. C. D.
5.2026年月,我国新能源汽车出口约1830000辆,将1830000用科学记数法表示为( )
A. B. C. D.
(二)填空题(每空2分,共5题)
1.中国是历史上最早认识和使用负数的国家.某地某天最高气温为零上6摄氏度,最低气温为零下2摄氏度,则该地这天最高气温比最低气温高________摄氏度.
2.某校开展“爱心助力乡村振兴”活动,艺术社团的同学们一共花了480元购买原材料,全部用于绘制秦腔脸谱.他们把所绘制的秦腔脸谱以每个25元的价格全部售出,将共获得的170元利润全部捐出,用于乡村图书馆建设.则他们绘制的秦腔脸谱的个数为_________.
3.数轴上表示数,的点如图所示,则_____0.(填“”“”或“”)
4.计算:(-1)的100次方=______。
5.近似数3.14精确到________位。
(三)解答题(每题8分,共2题)
1. 计算下列各题:
(1)(-8)+(-6)-(-10); (2)(-2)³×(-)。
2. 某仓库星期一进出货物记录如下(进货记为正,出货记为负,单位:吨):+5,-3,+2,-6,+4。
(1)星期一结束时,该仓库库存比原来增加还是减少?变化多少吨?
(2)若进货每吨付运费8元,出货每吨付运费5元,这天共付运费多少元?
九、参考答案
【选择题】
1.【答案】B
解题步骤:
①异号两数相加,取绝对值较大的加数的符号,并用较大的绝对值减去较小的绝对值:;
②∴结果为2,故选B.
【知识点睛】有理数加法先定符号再算绝对值:同号取原符号、绝对值相加;异号取绝对值大的符号、绝对值相减.
2.【答案】D
解题步骤:
①∵,
②∴的倒数是.
【知识点睛】倒数定义:乘积为1的两个数互为倒数,0没有倒数。解题关键是分子分母颠倒,注意符号。中考常直接考查求一个数的倒数。
3.【答案】B
解题步骤:
①水的化学式为H₂O,其中氢元素为+1价、氧元素为−2价,化合物中正负化合价代数和为零,计算:;
②∴计算结果为0,故选B.
【知识点睛】有理数加减混合运算:本题以化合物中正负化合价代数和为背景,实质是含符号的有理数加法运算,先定符号再算绝对值,注意按运算顺序逐步计算.
4.【答案】D
解题步骤:
①由数轴可得:,
②∴,,,
③∴选项A、B、C说法错误;选项D说法正确.
【知识点睛】由数轴判断数的符号与大小:数轴上右边的数总比左边的数大,原点右边为正、左边为负。本题由图知b<−1<0<a<1,即a>0、b<0且|b|>|a|,据此逐一判断a+b<0、a−b>0、ab<0,故选D。
5.【答案】B
解题步骤:
①科学记数法是将一个数写成a×10ⁿ的形式,其中1≤|a|<10,n等于原数的整数位数减1
②将1830000用科学记数法表示为.
【知识点睛】科学记数法:将大数写成a×10^n的形式,其中1≤|a|<10,n为整数位数减1。解题关键是确定a和n的值。中考常以时事热点数据为背景考查,属必拿分题。
【填空题】
1.【答案】8
解题步骤:
①规定零上温度为正,则该地这天最高气温为,最低气温为.
②∴该地这天最高气温比最低气温高.
【知识点睛】有理数减法的实际应用(温差):零上温度记为正、零下温度记为负,最高气温−最低气温即温差。减去一个数等于加上这个数的相反数,故6−(−2)=6+2=8(℃)。列式前先把实际温度用正负数表示。
2.【答案】他们绘制的秦腔脸谱的个数为26.
解题步骤:
①,
② ∴他们绘制的秦腔脸谱的个数为26.
【知识点睛】有理数混合运算的实际应用(利润问题):利润=售价−成本,故总售价=成本+利润=480+170=650(元);再由“脸谱个数=总售价÷单价”得(480+170)÷25=26(个)。解题关键是理清成本、售价、利润、单价的关系后正确列式。
3.【答案】a+b>0
解题步骤:
①由数轴可得,.
②∴.
【知识点睛】由数轴判断两数和的符号:先在数轴上确定a、b的正负及到原点的距离。本题a<0<b,且表示b的点离原点较远(|b|>|a|),异号两数相加取绝对值较大加数的符号,故a+b>0。
4.(-1)的100次方=1。
5.近似数3.14精确到百分位(0.01)。
【解答题】
1. 解:(1)先把减法化为加法:(-8)+(-6)-(-10)=(-8)+(-6)+(+10)=-14+10=-4。
(2)先算乘方:(-2)³=-8,再相乘:(-8)×(-)=8×=4。
2. 解:(1)库存变化=进出货记录的和:(+5)+(-3)+(+2)+(-6)+(+4)=5-3+2-6+4=+2(吨),即库存比原来增加2吨。
(2)进货车数:|+5|+|+2|+|+4|=11(吨),出货吨数:|-3|+|-6|=9(吨)。
运费=11×8+9×5=88+45=133(元)。答:这天共付运费133元。
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