有理数的概念地图
小学你学的数,主要用来表示「有多少」:3 个苹果、0.5 米、三分之二块饼。但生活里还有一类问题,光说「有多少」说不清——温度降到零下 5 度、电梯到地下 2 层、这个月亏了 300 块、海拔低于海平面 40 米。这些量有方向,方向还正好相反。
数学家解决这个问题的办法很朴素:先定一个 0 当分界,再定一个方向叫「正」,反方向就叫「负」。于是有了正数和负数。有了正负,所有「相反意义的量」都能用同一套符号写下来,也就能参与计算了。
但要注意:数字前面多了一个「−」,这个数的意义就变了。它不再表示「有多少」,而是表示「在 0 的哪一边、离 0 多远」。今天要学到的数轴、相反数、绝对值,本质上都是在把这句话讲清楚。
读完先回答自己:−5 和 −3 哪个更大?为什么这个答案和你平时的直觉相反?
1这一节真正要记住的 6 件事
- 负数的作用是表示“相反意义的量”。收入 +50、支出 −50;零上 3℃、零下 3℃。凡是能成对出现的量,才需要用正负号区分。0 既不是正数也不是负数。
- 整数和分数统称有理数。注意:有限小数(0.25)和无限循环小数(0.333…)都是分数,所以都是有理数。π、√2 这类才是无理数。
- 数轴三要素:原点、正方向、单位长度。缺一不可。画的时候先画直线,再定原点和方向,最后标单位长度。
- 数轴上,右边的数永远比左边的大。这是比较大小的“物理依据”,比背法则牢。
- 相反数是“只有符号不同”的两个数。a 的相反数是 −a,在数轴上关于原点对称。0 的相反数是 0(唯一等于自己的数)。
- 绝对值是“到原点的距离”,所以永远 ≥ 0。|a| 不是“去掉负号”,是距离。这是全年最容易被误用的一个定义。
2例题精讲
把 −5、0、3.14、−2/3、+7、−1.5 分别填入「正数」「负数」「有理数」三个集合。
注意:0 既不是正数也不是负数,但它是有理数。
在数轴上表示 −3、2、−1.5、0、1/2,并把它们从小到大排列。
所以 −3 < −1.5 < 0 < 1/2 < 2
检验方法:数轴上右边的数永远比左边大,看左右顺序比背法则可靠。
已知 |a| = 4,|b| = 2,且 a < b,求 a、b 的值。
逐个检查 a < b:
a = 4 时,b 最大是 2,4 < 2 不成立 → 舍去;
a = −4 时,b = 2 或 b = −2 都满足。
所以 a = −4,b = 2;或 a = −4,b = −2。
这类题的关键动作是「先列出全部可能,再用条件筛」,不要一上来就猜。
3练习 · 12 题
写在本子上,做完再展开答案
每天至少 10 题要动笔。只看答案不算做过。
- 如果向东走 5 m 记作 +5 m,那么向西走 3 m 记作 ______。
- 下列各数中,负数是( )
A. −(−2) B. −|−3| C. (−2)² D. |−5| - −7 的相反数是 ______,绝对值是 ______,倒数是 ______。
- 绝对值等于 6 的数是 ______。
- 若 |x| = −x,则 x 是 ______(填「正数」「负数」或「非正数」)。
- 数轴上到原点距离为 3 的点表示的数是 ______。
- 比较大小:−5 ______ −7。
- 比较大小:−0.6 ______ −2/3。
- 数轴上点 A 表示 −2,点 B 表示 3,则 A、B 两点间的距离是 ______。
- 把 −|−2|、−(−3)、0、−1.5 从小到大排列。
- 若 a < 0,则 |a| = ______,−|a| = ______。
- 一个数的相反数等于它本身,这个数是 ______。
展开参考答案(做完再看)
- −3 m
- B。−(−2) = 2,−|−3| = −3,(−2)² = 4,|−5| = 5,只有 B 是负数。
- 相反数 7;绝对值 7;倒数 −1/7
- 6 或 −6(±6)
- 非正数。|x| = −x 说明 x 的绝对值等于它的相反数,只有 0 和负数满足,即 x ≤ 0。
- 3 或 −3(两个答案)
- >(−5 在 −7 右边)
- >(−0.6 = −0.60,−2/3 ≈ −0.667,−0.60 更大)
- 5(3 − (−2) = 5)
- −|−2| = −2,−1.5,0,−(−3) = 3
所以 −|−2| < −1.5 < 0 < −(−3) - |a| = −a(因为 a 是负数,−a 是正数);−|a| = a(等于 a 本身,是负数)
- 0
4 · 今日检测(闭卷,20 分钟,不许翻书)
- 若收入 50 元记作 +50 元,则支出 30 元记作 ______。
- −2 的相反数是 ______,绝对值是 ______。
- 在数轴上,与表示 −3 的点距离为 4 的点表示的数是 ______。
- 比较大小:−3/4 ______ −4/5(填 >、< 或 =)。
- 若 |x| = 5,则 x = ______。
- 把 −(−3)、−|−2|、0、−2.5 从小到大排列。
▸ 展开答案与判分
1. −30 元
2. 2;2
3. −7 或 1(两个答案,只写一个算错——这是“距离”类题的通病)
4. −3/4 = −0.75,−4/5 = −0.8,所以 −3/4 > −4/5
5. x = 5 或 x = −5(写成 ±5 也对)
6. −2.5 < −|−2| < 0 < −(−3)。因为 −|−2| = −2,−(−3) = 3。
判分:6 题至少对 5 题才算过。第 3、5 题漏解是零分,不是半分。
- |−a| 和 −|a| 混。前者是距离(非负),后者是距离的相反数(非正)。
- 把“相反数”当成“倒数”。相反数是 a → −a(和为 0),倒数是 a → 1/a(积为 1)。
- 数轴上“距离”题只给一个答案。看到“距离”,脑子里立刻补一句:左右各一个。