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        “實數(shù)”學(xué)習(xí)指導(dǎo)

        2020-08-10 08:59:31王宗信

        王宗信

        我們對數(shù)的認(rèn)識是不斷深入的,同學(xué)們學(xué)習(xí)了自然數(shù)(零和正整數(shù))、分?jǐn)?shù)、負(fù)整數(shù)、負(fù)分?jǐn)?shù),知道了有理數(shù)的概念.本章將在有理數(shù)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)無理數(shù)(無限不循環(huán)小數(shù)是無理數(shù),如π等),這樣數(shù)的概念就從有理數(shù)擴(kuò)充到了實數(shù),實際上人類從發(fā)現(xiàn)無理數(shù)到正確認(rèn)識無理數(shù),經(jīng)歷了漫長、曲折的歷史過程,相對于其他章的內(nèi)容,本章內(nèi)容雖說比較少,但都很重要,

        一、從平方根、立方根去認(rèn)識某些無理數(shù)

        我們知道有理數(shù)的乘法法則是:兩數(shù)相乘,同號得正,異號得負(fù),并把絕對值相乘.任何數(shù)與0相乘,積仍為0.數(shù)x的平方運(yùn)算記為X2,就是這個數(shù)x自己乘以自己,即x2=x·x.要分三種情況考慮:①x<0;②x=0;③x>0.因為負(fù)數(shù)的平方是正數(shù),0的平方是0.正數(shù)的平方還是正數(shù),所以任何一個有理數(shù)的平方要么是正數(shù),要么是0.也就是說一個有理數(shù)的平方不可能是負(fù)數(shù),即x2≥0.

        我們重點討論x2=a(a>0),那么符合條件的數(shù)x應(yīng)該有兩個,它們互為相反數(shù)(比如x2=g,x可以是3.也可以是-3),這兩個數(shù)叫作a的平方根,記作±√a,其中正的平方根+ √a叫作正數(shù)a的算術(shù)平方根,并且二次根號“√ ”前的“+”可以省略不寫,比如3是9的算術(shù)平方根,即√9=3.

        在生活中,人們經(jīng)常用多少平方米來表述建筑面積.同學(xué)們最熟悉的正方形的面積是邊長的平方,如果正方形的邊長分別是1.2,3,…,n,…,那么這些正方形的面積依次是1,4,9,…,n2,….如果正方形的面積是2,3,5,7,8等整數(shù),那么它們的邊長又分別是哪些數(shù)呢?

        我們不妨具體研究一下面積為2的正方形,我們設(shè)其邊長為x,則x是2的算術(shù)平方根,即x=√2、√3是有理數(shù)嗎?如果它是有理數(shù),那么一定是介于1和2之間的一個有理數(shù),因為面積為1和4的正方形邊長分別為1和2.下面我們來進(jìn)行探索.

        假設(shè)√2是有理數(shù),那么存在兩個互質(zhì)的正整數(shù)m,n,使得、√2=n/m,去分母得

        √2m=n,兩邊同時平方得2m2=n2,顯然2m2是偶數(shù),則n2必然也是偶數(shù),所以n是偶數(shù).可以設(shè)n=2y,代人2m2=n2,得2m2=(2y)2,即m2=2y2,由此可以推出m也是偶數(shù),這與“兩個互質(zhì)的正整數(shù)m.n”矛盾.所以√2不可以表示成一個分?jǐn)?shù)的形式.不是分?jǐn)?shù)就不可能是有限小數(shù)或無限循環(huán)小數(shù),而且√2不可能是整數(shù),

        綜上所述,√2不是整數(shù),不是有限小數(shù),不是無限循環(huán)小數(shù).√2只能是無限不循環(huán)小數(shù).

        同學(xué)們可以仿照上面的方法來說明√3了也是無限不循環(huán)小數(shù),試一試!

        我們把無限不循環(huán)小數(shù)稱為無理數(shù).像√3、√5、√6、√7、√8、√9、√10√11、√12、√13、√14、√15、√17…

        二、認(rèn)識實數(shù)

        有理數(shù)和無理數(shù)統(tǒng)稱實數(shù).

        需要特別指出的是,當(dāng)數(shù)的范圍從有理數(shù)擴(kuò)充到實數(shù)后,一個實數(shù)只可能是:整數(shù)、有限小數(shù)、無限循環(huán)小數(shù)、無限不循環(huán)小數(shù).其中前三種都是有理數(shù),第四種是無理數(shù).這樣數(shù)軸上每一個點表示的數(shù)要么是有理數(shù),要么是無理數(shù).也就是說,實數(shù)與數(shù)軸上的點是一一對應(yīng)的,即每一個實數(shù)在數(shù)軸上都有唯一的一個點來對應(yīng),反過來,數(shù)軸上的每一個點都表示唯一的一個實數(shù),相應(yīng)地,與規(guī)定有理數(shù)的大小一樣,對于數(shù)軸上的任意兩個點,右邊的點表示的數(shù)總比左邊的點表示的數(shù)大,

        有理數(shù)中的運(yùn)算法則同樣適用于實數(shù),實數(shù)之間不僅可以進(jìn)行加、減、乘、除(除數(shù)不為0)、乘方運(yùn)算,而且正數(shù)和0可以進(jìn)行開平方運(yùn)算,任意一個實數(shù)都可以進(jìn)行開立方運(yùn)算.

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