國中數學/國中數學七年級/1-1 正數與負數

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Template:Header2 以下是維基百科上對於北極的氣候介紹: Template:Quote 在這個文章出現了相當多以前沒看過的數字,如43452612.3、……等等,其實這些數字代表比0小多少的意思。在底下我們將介紹這樣的數字。

認識負數

生活上有許多相對的量。如收入與支出、賺錢與賠錢、高於與低於、東方與西方、贏與輸……等等。在數學上,我們可以用符號「+」與「」來代表這些代表「相反」或「相對」的量,如今天早上媽媽給Template:Pn100元當作零用錢,Template:Pn的錢增加100元,可以紀錄為+100元;而Template:Pn花了50元買早餐,所以Template:Pn的錢減少50元,可以紀錄為50元。
在上數學課的時候,Template:Pn舉手回答老師的問題,老師以學期總成績3分作為獎勵,老師可以在紀錄表上用+3來記錄;Template:Pn在上課玩手機,老師以學期總成績5分與沒收手機作為懲罰,老師可以在紀錄表上用5來記錄。
冬天的氣溫在緯度比較高的地方常常會出現低於攝氏0度的低溫,如今天新聞提到Template:Pn的城市[[w:哈爾濱|Template:Pn]]的氣溫為25℃,這表示Template:Pn今天的氣溫比0℃還要低25℃;在前言提到北極的冬天平均氣溫約在34℃左右,這就表示北極的冬天平均氣溫大約比0℃還要低34℃。 Template:ExampleRobox以海平面為基準,高於海平面100公尺我們記作+100公尺,則:
(1)玉山的最高峰高於海平面3952.43公尺,我們記作為何?
(2)馬里亞納海溝最低點低於海平面11034公尺,我們記作為何? Template:Robox/Close Template:Robox因為高於海平面100公尺我們記作+100
所以高於海平面為正,低於海平面為負。
(1)因為高於海平面3952.43公尺,所以記作+3952.43公尺。
(2)因為低於海平面11034公尺,所以記作11034公尺。 Template:Robox/Close

習題

習題1.東方與西方是相對的量。若Template:Pn往東方走100公尺,我們記作+100公尺,則:
(1)Template:Pn往西方走70公尺,我們記作什麼?[解答 1]
(2)Template:Pn走了120公尺,這代表Template:Pn往什麼方向走了幾公尺?[解答 2]
習題2.Template:Pn的身高為163公分。以Template:Pn的身高為基準,Template:Pn的身高比Template:Pn3公分,我們記作+3公分,則:
(1)Template:PnTemplate:Pn5公分,我們記作什麼?[解答 3]
(2)Template:Pn的身高為168公分,我們記作什麼?[解答 4]

性質符號與運算符號

若「+」、「」是用來表示數字的正負性,則我們稱這兩個符號為性質符號。如在例題1+3952.43的「+」、11034的「」;
若「+」、「」是用來表示算式的加減法,則我們稱這兩個符號為運算符號。如3+5=8的「+」、72=5的「」。

比較項目 性質符號 運算符號
說明
數字的正負性
算式的加減法
舉例
3952.4311034
3+5=872=5

性質符號為「+」的數我們稱作正數;性質符號為「」的數我們稱作負數,這兩種數合稱為有號數;而「0」沒有任何性質符號,我們稱為中性數[註 1][註 2]
另外,所有的正數都大於0所有的負數都小於0
在正數當中,像1234……這樣的數我們稱為正整數;在負數當中,像1234……這樣的數我們稱為負整數。而正整數負整數0合稱為整數

同號數與異號數

兩個數如果同時為正數同時為負數(性質符號相同),則我們稱這兩個數為同號數。如1135
兩個數如果一個是正數且一個是負數(性質符號相異),則我們稱這兩個數為異號數。如41.9

習題

習題3.以下各組數是同號數還是異號數?在表格正確的空格中打勾。[解答 5]

題號 題目 同號數 異號數
(1)
515
(2)
1.2279
(3)
1101110111

數線

如下圖1,這是一支攝氏溫度計。將這支溫度計傾倒如圖2,我們可以將上頭的刻度畫在一條線上(如圖3)。

1 溫度計
2 傾倒的溫度計
3 將圖2的刻度畫在一條線上

像圖3這樣的圖形我們就稱為數線

數線具有三大要素:[註 3]

  1. 數線:數線上代表0的位置,時常使用英文字母O表示。
  2. 正向:數線上數字愈來愈大的方向,一般來說會在數線的右方[註 4]
    • 正數都在原點O右邊,負數都在原點O左邊
    • 在數線上,愈右邊的數字愈;愈左邊的數字愈
  3. 單位長:數線上每個格子代表的長度。例如在圖3中,每格單位長為10單位。
    • 單位長的長度沒有限制。你可以每格為1公分,也可以每格3公分,甚至可以每格0.7公分。
    • 單位長代表的長度沒有限制。你可以每1格代表1單位,也可以每1格代表3單位,甚至可以每1格代表0.7單位。

數線上的點

數線上的每一個點都代表一個,若數線上的點[註 5]A所代表的數字為a[註 6],則A坐標a,記作A(a)。 如下圖4A點坐標為5,記作A(5)B點坐標為3,記作B(3)

4


數線上的分數點

數線上也可以表示代表分數的點。如在下圖5中,

  • C點介於34之間5等分中從左而右數來[註 7]2格線上,所以C點代表325,可以記作C(325)
  • D點介於12之間3等分中從右而左數來[註 8]2格線上,所以D點代表123,可以記作D(123)
5


數線上的小數點

數線上也可以表示代表小數的點。如在下圖6中,

  • E點介於12之間10等分中從左而右數來第4格線上,所以E代表1.4,可以記作E(1.4)
  • F點介於12之間10等分中從右而左數來第7格線上,所以F點代表1.7,可以記作F(1.7)
6


標示數線上的點

  1. 整數點:從原點0出發,
    • 畫正整數就從左往右數相同數字的格子數。
      • 如圖7,要在數線上畫出3,從原點0出發從左而右數3個格子,到達A點,A點即代表3的點。
    • 畫負整數就從右往左數相同數字的格子數。如圖7中代表3的點為B點。
      • 如圖7,要在數線上畫出3,從原點0出發從右而左數3個格子,到達B點,B點即代表3的點。
      • 7

  2. 分數點:設分數為abc,其中bc最簡分數
    • 畫正分數:在aa+1之間分成c格,從左而右數第b個格線。
      • 如圖8,要在數線上畫出213,先在23之間分成3格,從左而右數來第1個格線就是213。(圖8中的C點)
    • 畫負分數:在aa左邊一格之間分成c格,從右而左數第b個格線。
      • 如圖8,要在數線上畫出213,先在23之間分成3格,從右而左數來第1個格線就是213。(圖8中的D點)
      • 8

  3. 小數點:將小數化為最簡分數,再利用畫分數的方法畫出。
    • 畫正小數:如圖9,要在數線上畫出2.3,先將2.3化成分數2310,再將23之間分成10格,從左而右數來第3個格線就是2310,也就是2.3。(圖9中的E點)
    • 畫負小數:如圖9,要在數線上畫出2.3,先將2.3化成分數2310,再將23之間分成10格,從右而左數來第3個格線就是2310,也就是2.3。(圖9中的F點)
      • 9

比大小

在數線上,

  1. 愈往數線右方的數愈,愈往數線左方的數愈
  2. 負數<0<正數

Template:ExampleRobox比較57的大小關係。 Template:Robox/Close Template:Robox 如圖10,在數線上57右邊,所以5>7

10


Template:Robox/Close

習題

習題4.比較以下各組數的大小,在表格填入><=[解答 6]

題號 數字1 答案 數字2
(1)
13
15
(2)
2719
1729
(3)
0.93
1.04

三一律

ab為任意兩個數,則a>ba<ba=b三個之中必有一個,而且只有一個會成立。

遞移律

abc為任意三個數,而且若a>bb>c,則a>c
同樣的,若a<bb<c,則a<c;若a=bb=c,則a=cTemplate:ExampleRobox比較5632的大小關係。 Template:Robox/Close Template:Robox因為53為正數,62為負數,所以53同時比62大,
又因為5>3>00>2>6, 所以5>3>2>6Template:Robox/Close

相反數

參見:相反數

  • 某國中舉辦班際籃球賽,七年一班與七年二班對戰,最後的結果為七年一班贏七年二班5分。若我們將贏球記作正分,輸球記作負分,則對於七年一班來說,他們班與七年二班對戰的結果我們可以記作「+5分」,至於對於七年二班來說,他們與七年一班對戰的結果我們可以記作「5分」。
  • 氣溫高於014度,我們記作「+14℃」;低於014度,我們記作「14℃」。

我們常常在生活上看到這樣的例子,雖然兩者的數據是相同的,但是因為性質符號不同的關係所以兩者並不相同,這樣的兩個數我們互稱為「相反數」。如 5的相反數為514的相反數為14
特別的,我們定義0的相反數為0

習題

習題5.以下各數的相反數為何?[解答 7]

題號 題目 相反數
(1)
0
(2)
12
(3)
238
(4)
0.97

問題與討論

  1. 7的相反數和11的相反數何者比較大?[問題 1]
  2. 7的相反數和11的相反數何者比較大?[問題 2]
  3. ab都是正數而且a>b,則a的相反數與b的相反數何者比較大?[問題 3]
  4. ab都是負數而且a>b,則a的相反數與b的相反數何者比較大?[問題 4]

相反數的記號

a為一個數,則a的相反數我們記作a
5的相反數我們記作514的相反數我們記作(14)=14

問題與討論

a為一個不為0的數,則a是正數還是負數?[問題 5]

絕對值

參見:絕對值
在剛剛的例子中,

  • 七年一班贏七年二班5分。
  • 溫度與0℃相差14℃。

我們只是想要表達一個數與基準量的差異,可以用什麼符號表示呢?
答案是絕對值
一個數的絕對值指的是這個數在數線上表示的點與原點的距離。如圖11所示,數線上表示3的點與原點相距3單位長,我們就說3的絕對值為3;數線上表示3的點與原點相距3單位長,我們就說3的絕對值為3

11 33與原點的距離都是3,所以絕對值都是3


絕對值的符號

a是一個數,則a的絕對值我們記作|a|。 如3的絕對值為3,我們記作|3|=33的絕對值為3,我們記作|3|=3
特別的,我們定義|0|=0

習題

習題6.寫出以下各數的值。[解答 8]

題號 題目 答案
(1)
|12|
(2)
|115|
(3)
|7.345|

問題與討論

  1. a是非0的數,則|a|是正數還是負數?[問題 6]
  2. ab是兩個數而且a>b,則|a||b|何者比較大?[問題 7]
  3. ab都是正數而且a>b,則|a||b|何者比較大?[問題 8]
  4. ab都是負數而且a>b,則|a||b|何者比較大?[問題 9]

絕對值與相反數的關係

  1. 兩個相異的數ab互為相反數,則|a|=|b|
  2. 兩個相異的數ab滿足|a|=|b|,則a的相反數是bb的相反數是a
  3. 正數的絕對值等於自己本身。即若a是正數,則|a|=a
  4. 負數的絕對值等於負數的相反數。即若a是負數,則|a|=a
  5. 0的絕對值等於0本身,也等於0的相反數。
  6. |a|=0,則a=0
  7. |a|+|b|=0,則a=b=0

課後總習題

基礎題

  1. 賺錢與虧錢是相對的。Template:Pn經營一家小吃攤,上個月虧本1500元,Template:Pn記作1500元,那這個月賺3500元,Template:Pn應該記作幾元?
  2. 在數線上想要標示49,至少要在數線的10之間分割成幾格?
  3. 比較62351.74的大小。
  4. 寫出以下各數的相反數:
    • (1)17
    • (2)327
  5. 寫出以下各數的絕對值:
    • (1)|23|
    • (2)|356|
  6. 比較|6||2|5的大小。
  7. 畫出一條數線,並且標示出A(2)B(1.4)C(312)三個點。

進階題

  1. 以中午12時為基準,下午3時記作+6時,那麼上午8時要記作幾時?
  2. 在數線上想要標示0.75,至少要在數線的10之間分割成幾格?
  3. 若甲數為整數而且甲數的絕對值小於15,則滿足條件的甲數有幾個?
  4. ((9))=
  5. a=|6|,則a的相反數是多少?
  6. 已知a是整數而且|223|<|a|<|558|,則這樣的a總共有幾個?

註解

  1. 也稱作「調和數」。
  2. 0既不是正數也不是負數。
  3. 數線三大要素缺一不可。
  4. 如果本書沒有特別說明,數線的正向都在右邊。
  5. 數學上,「點」只代表位置,本身不具有任何的大小。
  6. a代表隨意的數字,它可以是正數(如355113),也可以是負數(如1.23456),更可以是0;它可以是整數(如5),也可以是分數(如113),更可以是小數(如0.777)。
  7. 數線上代表正數的點是從左而右數,只要看123、……的順序方向你就知道為什麼了。
  8. 數線上代表負數的點是從右而左數,只要看123、……的順序方向你就知道為什麼了。

習題解答

  1. 習題1.(1)70公尺
  2. 習題1.(2)往西方走120公尺
  3. 習題2.(1)5公分
  4. 習題2.(2)+5公分
  5. 習題3.
    題號 題目 同號數 異號數
    (1)
    515
    (2)
    1.2279
    (3)
    1101110111
  6. 習題4.
    題號 數字1 答案 數字2
    (1)
    13
    >
    15
    (2)
    2719
    <
    1729
    (3)
    0.93
    >
    1.04
  7. 習題5.
    題號 題目 相反數
    (1)
    0
    0
    (2)
    12
    12
    (3)
    238
    238
    (4)
    0.97
    0.97
  8. 習題6.
    題號 題目 答案
    (1)
    |12|
    12
    (2)
    |115|
    115
    (3)
    |7.345|
    7.345

問題與討論解答

  1. 7的相反數。
  2. 11的相反數。
  3. b的相反數。
  4. b的相反數。
  5. 可能是正數也可能是負數。
  6. 正數。
  7. 不一定。
  8. |a|
  9. |b|