内容正文:
第3章 实数
3.4 实数的运算(第1课时)
实数的运算与近似计算
数学新教材浙教版 七年级上册
情境引入
自由下落的时间
情境
一个物体自由下落时,经过的距离米与时间秒之间的关系可用估计。若,计算就要进行实数运算。
计算
代入可得秒。若,则秒,既可以保留准确的根式,也可根据需要取近似值。
情境引入
数的范围扩大后怎样运算
回顾
有理数的运算包括加、减、乘、除、乘方。现在又认识了开平方、开立方。若同一个式子里出现这些运算,应遵循怎样的顺序?
比较
计算与,两个式子的运算结构相同,可以采用相同的运算规律。
情境引入
准确值和近似值各有什么用
准确值
是一个确定的实数。计算可直接得到,没有必要先把两个根式换成近似小数。
近似值
若题目要求测量结果精确到米,就需要按要求取近似值。运算前先读清题目,区分精确计算与近似计算。
新知讲授
实数的运算顺序
法则
实数运算的顺序是:先算乘方和开方,再算乘除,最后算加减。若遇到括号,则先进行括号里的运算。
落实
根号下的被开方数应看作整体。计算要先算根号内的和;计算则先分别开方。
新知讲授
括号与根号的运算范围
比较
,而。运算符号的范围改变,结果也可能改变。
方法
先圈出括号、分数线、根号所包含的整体,再按层次计算。不能把和的算术平方根直接拆成两个算术平方根之和。
新知讲授
运算律仍然适用
迁移
数从有理数扩充到实数后,有理数的运算法则和运算律在实数范围内同样适用。加法交换律、结合律和乘法分配律仍可使用。
例子
,这是分配律。,这是互为相反数相加得零。
新知讲授
先化简再求近似值
化简
若式子中的同一根式项可以抵消,应先化简。如,其结果已经是准确值。
精度
多步计算中不要每一步都先取近似值。可在计算器中保留中间结果,到最后一步再按题目要求四舍五入,减少误差累积。
新知讲授
乘方、开平方与开立方
顺序
计算,先分别得到、、,再作加减,结果为。
符号
减去负数要转化为加上正数。,但,根号外的负号不能丢失。
例题讲解
例 1
计算:。
答:
用分配律展开:。
交换、结合后,,两个根式项互相抵消。
含相同根式的相反项先抵消,无需计算近似小数。
例题变式
变式
计算:。
答:
分配律展开为。
相反项抵消,剩下。
观察相反项,保持根式的准确形式。
新知讲授
计算器的输入与检查
输入
先确认计算器能进行平方根、立方根和圆周率运算。输入根式或括号后,要检查光标是否已经移出根号,避免把后续项误放进根号内。
估计
计算前先估计结果的符号和数量级。例如约为,结果应为正且小于。明显不符时应检查输入。
例题讲解
例 2
用计算器计算。
(1) (精确到)
(2) (精确到)
(1) 答:
计算器结果约为。
保留三位小数,观察下一位为,结果为。
中间结果不提前舍入,最后按指定数位取近似值。
例题讲解
例 2
用计算器计算。
(1) (精确到)
(2) (精确到)
(2) 答:
计算器结果约为。
先对绝对值四舍五入到百分位,再保留负号。
中间结果不提前舍入,最后按指定数位取近似值。
新知讲授
精确度决定保留的数位
数位
精确到、、,分别表示保留一位、两位、三位小数。观察的数位应比要保留的数位多一位。
负数
例如精确到为。四舍五入不等于简单截去小数,末位进位时也不能漏写负号。
新知讲授
圆周率键与近似数
用键
若计算器有键,计算含的式子时优先使用该键。题目没有要求把取为时,不应自行提前替换。
检验
把预先取会引入额外误差;最终需要的精度越高,越应保留计算器内部的完整中间值。最后使用约等号写答案。
例题讲解
做一做
用计算器计算。
(1)
(2) (精确到)
(3) (精确到)
(4) (精确到)
(1) 答:
,此题可以准确求值。
(2) 答:
约为,四舍五入保留三位小数。
先判定是否能准确计算,再按题目要求处理近似值。
例题讲解
做一做
用计算器计算。
(1)
(2) (精确到)
(3) (精确到)
(4) (精确到)
(3) 答:
先算,整体约为。
(4) 答:
先平方得,整体约为。
先判定是否能准确计算,再按题目要求处理近似值。
例题讲解
例 3
俗话说,登高望远。从理论上说,当人站在距地面千米的高处时,能看到的最远距离约为千米。位于上海中心大厦第层的“上海之巅”观光厅高米,人在观光厅里最多能看多远(精确到千米)?
答:应代入。
公式中的单位是千米,。
所求的单位也是千米,不能直接代入。
公式中的单位要求优先于计算。
例题讲解
例 3
俗话说,登高望远。从理论上说,当人站在距地面千米的高处时,能看到的最远距离约为千米。位于上海中心大厦第层的“上海之巅”观光厅高米,人在观光厅里最多能看多远(精确到千米)?
答:最多大约能看到千米远。
。
精确到千米,得千米。
本模型的理论估计不能作为所有实际能见度的保证。
例题变式
变式
利用(均以千米计),估计人在距地面米的高处能看到的最远距离。
答:千米。
。
千米。
可以准确开方时,不必使用计算器近似。
课堂练习
课内练习 1
计算。
(1) (精确到)
(2) (精确到)
(3) (精确到)
(1) 答:
结果约为,观察百分位为。
(2) 答:
结果约为,保留两位小数。
先估计正负,再核对四舍五入的数位。
课堂练习
课内练习 1
计算。
(1) (精确到)
(2) (精确到)
(3) (精确到)
(3) 答:
结果约为,保留两位小数。
先估计正负,再核对四舍五入的数位。
课堂练习
课内练习 2
计算:。
答:
先算。
原式为。
先观察结构,能抵消时直接化简。
课堂练习
课内练习 3
判断下列说法是否正确,并举例说明理由。
(1) 两个无理数的和一定是无理数。
(2) 两个无理数的积一定是无理数。
(1) 答:错误。
,而是有理数。
(2) 答:错误。
,而是有理数。
否定“一定”只需要提供一个符合条件的反例。
新知讲授
连续开平方的现象
操作
把连续开平方,可依次得到约、、。继续操作,结果越来越接近,但这些有限次结果仍大于。
解释
当时,。每次开平方都会使数减小,同时保持大于。换用也可以观察同样的趋势。
课堂练习
错解辨析
计算,结果精确到。若先把取为,会出现什么错误?
答:正确结果约为;提前舍入会误得。
保留完整中间值:。
乘以会放大提前舍入产生的误差。
相近数相减再放大时,尤其要保留中间精度。
新知讲授
反例必须符合前提
检查
要反驳“两个无理数的积一定是无理数”,所选的两个乘数都必须是无理数。用不能反驳,因为前提不满足。
示范
与都是无理数,而是有理数。这个例子同时满足前提并否定结论,是有效反例。
方法归纳
精确运算与近似运算
精确运算先观察结构
① 先算能直接开出的平方根、立方根。
② 再运用分配律和相反数关系化简。
近似运算最后舍入
① 按括号、根号范围输入完整算式。
② 检查符号、数量级和所需保留位数。
课堂总结
实数的运算
顺序
括号优先;乘方开方→乘除→加减
规律
有理数运算律在实数中仍适用
准确值
能化简先化简,保留根式
近似值
中间不舍入,最后按要求取值
应用
统一单位,检验结果的实际意义
针对训练
训练
下列运算正确的是:A. B. C. D.。
答:C
A应为,B应为,D应为。
C为。
根号的范围和根号外的符号要分别检查。
针对训练
训练
把分别精确到、、。
答:,,
保留一、二、三位小数,分别观察下一位数字。
最后一个结果中的末尾表达了精确到千分位。
近似数的末尾零不能随意删去。
针对训练
训练
判断下列说法是否正确,并说明理由。
(1) 。
错误
左边为,右边为。
(2) 。
正确
互为相反数相加为零。
(3) 两个无理数相乘的结果可能是有理数。
正确
例如。
(4) 近似计算的每一步都必须先四舍五入。
错误
应保留中间精度,到最后按要求舍入。
针对训练
训练
计算:;。
答:;
第一式展开为。
第二式为。
减去括号中的整体时,每一项的符号都要处理。
针对训练
训练
计算(结果精确到):;;。
答:;;
三个计算器结果约为、、。
统一保留两位小数,负数先对绝对值舍入再保留负号。
除式应把完整根式作为分母输入。
针对训练
训练
计算。
答:
展开为。
常数项为,根式项系数和为。
分配律后按同一根式项归组,先求系数和。
针对训练
训练
数轴上两点A、B分别表示实数和,求A、B两点之间的距离。
答:
比大。
距离为。
两点距离用较大的数减较小的数。
针对训练
训练
判断“两个无理数相加一定为有理数”是否正确,并用本节学过的数说明。
答:错误。
,仍是无理数。
结合可知,两个无理数之和可能是有理数,也可能是无理数。
把“一定”为真的结论用反例否定,不能只写一个支持例。
针对训练
训练
已知一个立方体的体积为,求它的表面积(精确到)。
答:约。
棱长为。
表面积为,取近似值得。
先由体积开立方求棱长,再平方求表面积;中间不舍入。
针对训练
训练
按估计物体自由下落时间。物体分别下落米、米,所需时间各多少秒?后者是前者的几倍?
答:秒、秒;后者是前者的倍。
时;时。
距离扩大到倍,时间扩大到倍,不能直接照搬距离倍数。
按公式分别代入求值,再比较时间的倍数。
方法归纳
方法总结
准确计算保持结构
① 先计算乘方和开方,括号内优先。
② 用分配律与相反项抵消减少运算。
③ 所有负号随对应的项一起处理。
近似计算控制误差
① 用计算器输入完整算式并检查范围。
② 中间结果保留,最终一次四舍五入。
③ 应用公式先统一单位,最后写出精度和单位。
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