Класс 7 → Система чисел → Рациональные числа ↓
Определение рациональных чисел
Рациональные числа — это фундаментальное понятие в математике, с которым мы часто сталкиваемся в повседневной жизни и академических исследованиях. Понимание рациональных чисел обеспечивает прочную основу для дальнейшего изучения более сложных математических идей. В этом объяснении мы обсудим, что такое рациональные числа, предоставим их визуальные представления и предложим множество примеров, чтобы помочь проиллюстрировать эту важную математическую концепцию.
Что такое рациональные числа?
Рациональное число определяется как любое число, которое может быть выражено в виде дроби p ⁄ q
, где p
и q
— это целые числа, а q
не равно нулю. Другими словами, рациональное число — это любое число, которое можно записать в виде отношения двух целых чисел с ненулевыми знаменателями.
Математически множество рациональных чисел обозначается символом ℚ
Множество рациональных чисел включает в себя:
- Все положительные дроби, например
1 ⁄ 2
,3 ⁄ 4
,5 ⁄ 7
- Отрицательные дроби, например
-2 ⁄ 3
,-4 ⁄ 5
- Целые числа, такие как
0
,1
и-3
(так как их можно записать как0 ⁄ 1
,1 ⁄ 1
и-3 ⁄ 1
соответственно) - Десятичные дроби, такие как
0.75
(которые можно записать как3 ⁄ 4
) - Периодические или повторяющиеся десятичные дроби, такие как
0.333...
(которые можно выразить как1 ⁄ 3
)
Визуальное представление
Визуальные изображения помогают нам понять расположение рациональных чисел на числовой прямой. Давайте изучим, как рациональные числа вписываются в более широкий контекст числовой прямой.
Открытие рациональных чисел
Чтобы понять рациональные числа более глубоко, давайте рассмотрим различные категории и примеры, иллюстрирующие их свойства.
Положительные и отрицательные дроби
Рациональные числа включают как положительные, так и отрицательные дроби.
- Пример положительной дроби:
7 ⁄ 8
— положительное, поскольку числитель и знаменатель имеют один и тот же знак. - Пример отрицательной дроби:
-5 ⁄ 4
— отрицательное, так как числитель отрицательный, а знаменатель положительный. - Пример отрицательной дроби:
5 ⁄ -4
— отрицательное, так как числитель положительный, а знаменатель отрицательный.
Целые числа как рациональные числа
Целое число также можно рассматривать как рациональное число. Это потому, что любое целое число x
можно представить как x ⁄ 1
. Таким образом, число 5
можно представить как рациональное число 5 ⁄ 1
.
3 = 3 ⁄ 1 0 = 0 ⁄ 1 -2 = -2 ⁄ 1
Окончательные и повторяющиеся десятичные дроби
Окончательные или повторяющиеся десятичные дроби также можно считать рациональными. Окончательная десятичная дробь имеет конечное количество цифр после запятой. Например:
0.25 = 1 ⁄ 4 0.75 = 3 ⁄ 4 0.5 = 1 ⁄ 2
Повторяющаяся десятичная дробь — это дробь, в которой некоторые цифры повторяются бесконечное количество раз. Например:
0.3333... = 1 ⁄ 3 0.6666... = 2 ⁄ 3 0.1252525... = 125 ⁄ 990
Рациональные числа в контексте реального мира
Рациональные числа важны в различных жизненных контекстах. Представьте себе, когда вы готовите, и рецепт требует 2 ⁄ 3
чашек сахара. Вам нужно тщательно измерить дробь, что ясно показывает повседневное использование рациональных чисел.
Еще один пример может быть в финансовых расчетах, таких как разделение счета. Если общая сумма в 50 долларов должна быть разделена между четырьмя друзьями, каждый вносит 50 ⁄ 4
, что просто составляет 12.50 долларов. Таким образом, хотя это представлено в десятичной форме, это контекстуально рациональное число.
Свойства рациональных чисел
Рациональные числа обладают несколькими особыми свойствами, которые делают их уникальными:
- Свойство замкнутости: Сумма или произведение любых двух рациональных чисел также является рациональным числом. Пример
1 ⁄ 3 + 1 ⁄ 6 = 1 ⁄ 2
, рациональное число. - Коммутативное свойство: Рациональные числа подчиняются коммутативному свойству при сложении и умножении. Пример:
a ⁄ b + c ⁄ d = c ⁄ d + a ⁄ b
- Ассоциативное свойство: Сложение и произведение рациональных чисел ассоциативно. Пример:
(a ⁄ b + c ⁄ d) + e ⁄ f = a ⁄ b + (c ⁄ d + e ⁄ f)
- Дистрибутивное свойство: Рациональные числа подчиняются дистрибутивному закону, который необходим для раскрытия скобок. Пример:
a ⁄ b × (c ⁄ d + e ⁄ f) = (a ⁄ b × c ⁄ d) + (a ⁄ b × e ⁄ f)
Заключение
Рациональные числа универсальны и неотъемлемы в области математики. Будучи числами, которые могут быть выражены в виде дробей целых чисел, они позволяют нам представлять широкий диапазон значений, от целых чисел до повторяющихся десятичных дробей. Система записи, свойства (такие как замкнутость, коммутативность, ассоциативность и дистрибутивность) и их применимость к жизненным ситуациям усиливают их значение и полезность в математике. С примерами и визуальными средствами, представленными здесь, мы надеемся пролить свет на общность и красоту рациональных чисел на числовой прямой и за ее пределами.