七年级上册 · 第二章 有理数的运算
负数乘负数为什么得正?除法怎样变成乘法?先定符号、再算绝对值,乘除就回到了小学的算法。学完除法,“有理数”也能说清楚了。
要用到:有理数的加减(回看 2.1)、相反数与绝对值(回看 1.2);小学的乘除法、倒数和乘法运算律。
一台潜水器从海面出发,每分钟下潜 \(3\) m。规定向上为正,那么每分钟的变化记作 \(-3\) m。点下面的按钮,看它下潜几分钟后到了哪里:
照这样下潜 \(5\) 分钟,潜水器的位置和海面相比,记作多少?
B。\(5\) 个 \(-3\) 相加:\((-3)+(-3)+(-3)+(-3)+(-3)=-15\),也就是 \((-3)\times 5=-15\)。选 A 漏了“向下”的负号;选 C 是把 \(-3\) 和 \(5\) 当成了“减”。
负数乘正数,还能用“几个相同的数相加”来想。可是 \((-3)\times(-5)\) 呢?“\(-5\) 个 \(-3\) 相加”说不通了。这一节就来定下:有负数参加的乘法,积的符号和大小怎么定?除法又怎么办?
前置知识:有理数的加减(回看 2.1)、绝对值(回看 1.2)。小学里只有正数和 \(0\) 相乘。固定一个因数是 \(4\)(或 \(-4\)),让另一个因数从 \(2\) 一格一格减到 \(-2\):积每次变多少?如果要让这个变化一直保持到负数,积应该是几?
直觉微图解 ①让小学的规律继续走下去
有理数乘法法则:两数相乘,同号得正,异号得负,并把绝对值相乘;任何数同 \(0\) 相乘,都得 \(0\)。
“负负得正”是一种规定:这样规定,上面的规律和小学的运算律才能继续成立(为什么,见本节末“再深一点”)。规定好了,就按规定算。
倒数:乘积是 \(1\) 的两个数互为倒数。例如 \(-\tfrac25\) 和 \(-\tfrac52\) 互为倒数,因为 \(\left(-\tfrac25\right)\times\left(-\tfrac52\right)=1\)。\(0\) 乘任何数都得 \(0\),所以 \(0\) 没有倒数。
核心概念 ②先定符号,再算绝对值
\(\left(-\tfrac23\right)\times\left(-\tfrac94\right)\):同号,符号取“+”;绝对值 \(\tfrac23\times\tfrac94=\tfrac32\),所以积是 \(\tfrac32\)。一个数乘 \(-1\),得到它的相反数:\((-1)\times 7=-7\)。
核心概念 ③倒数和相反数,别混
\(-5\) 的相反数是 \(5\):两数相加得 \(0\)。\(-5\) 的倒数是 \(-\tfrac15\):两数相乘得 \(1\)。拿不准时就检验:和是不是 \(0\)?积是不是 \(1\)?
小学学过的乘法交换律、结合律、分配律,换几组含负数的数去试,在有理数里仍然成立:\(ab=ba\),\((ab)c=a(bc)\),\(a(b+c)=ab+ac\)。所以几个数相乘,可以两个两个地乘下去:每乘一个负数,符号翻一次。
后两条有前提:所有因数都不为 \(0\)。积的绝对值是各因数绝对值的积。
直觉微图解 ②从左往右乘,每遇到一个负因数,符号翻一次
试着用四步想问题:读懂题意 → 想办法 → 执行并检查 → 回头看。卡住时按需展开提示。
例 1(示范:跟老师走一遍思考过程)
计算:\((-6)\times\tfrac{5}{12}\times(-0.8)\times\left(-\tfrac12\right)\)。
① 读懂题意:四个数连乘,有分数也有小数。先别急着乘数字,第一件事看什么?
有没有因数是 \(0\)?没有。负因数有哪几个?
④ 回头看:连乘时把符号和绝对值分开:符号数负因数的个数,绝对值用交换律、结合律挑好算的先乘。
自己试试:\((-2)\times(-5)\times(-1)\times 3\) 等于多少?
B。没有 \(0\),负因数 \(3\) 个,积为负;绝对值 \(2\times5\times1\times3=30\)。选 A 是漏数了一个负号;选 C 是把乘法当成了加法。
再试一个:\(7.3\times(-4)\times 0\times\left(-\tfrac59\right)\) 的结果是什么?
A。有一个因数是 \(0\),积就是 \(0\),不用数负号,也不用算 \(7.3\times 4\)。选 B 是只数了“两个负因数”,忘了先看有没有 \(0\)。
例 2(示范:用分配律更省事)
计算:\((-24)\times\left(\tfrac56-\tfrac38+\tfrac14\right)\)。
\(6\)、\(8\)、\(4\) 都能整除 \(24\)。把括号里看成三个数的和 \(\tfrac56+\left(-\tfrac38\right)+\tfrac14\),每一项都乘 \(-24\)。
回头看:分配时,每一项连同它前面的符号一起乘;中间那项是 \(-\tfrac38\),乘 \(-24\) 得正 \(9\)。
除法仍是乘法的逆运算。\((-12)\div 3\) 要找的是“和 \(3\) 相乘得 \(-12\) 的数”:\((-4)\times 3=-12\),所以商是 \(-4\)。而 \((-12)\times\tfrac13\) 也正好是 \(-4\)。换几组数都这样,于是:
也可以直接说:两数相除,同号得正,异号得负,并把绝对值相除;\(0\) 除以一个不为 \(0\) 的数得 \(0\);\(0\) 不能作除数。
直觉微图解 ③倒数在数轴上:同在原点一侧,一远一近
乘除混合时,乘除是同一级,按从左到右算;更稳的办法是先把除法全部化成乘法,再一次定符号、约分。有加减时,仍是先乘除,后加减。
例 3(示范)
计算:\((-3.5)\div\tfrac78\times\left(-\tfrac34\right)\)。
① 读懂题意:只有乘和除,是同一级运算。能不能先算后面的 \(\tfrac78\times\left(-\tfrac34\right)\)?
除以 \(\tfrac78\) 就是乘 \(\tfrac87\);\(-3.5\) 先化成 \(-\tfrac72\)。改完全是乘法,才可以随意交换、结合。
④ 回头看:如果先算 \(\tfrac78\times\left(-\tfrac34\right)=-\tfrac{21}{32}\),再用 \(-3.5\) 去除,会得到错的 \(\tfrac{16}{3}\):乘除混合不能跳着算。
自己试试:\(-1\tfrac12\) 的倒数是多少?
D。带分数先化成假分数:\(-1\tfrac12=-\tfrac32\),倒数是 \(-\tfrac23\),检验 \(\left(-\tfrac32\right)\times\left(-\tfrac23\right)=1\)。A 是相反数;C 符号错了:倒数和原数同号。
再试一个:下面哪个式子是对的?
B。\(0\) 除以不为 \(0\) 的数得 \(0\)。A、D:\(0\) 不能作除数,这两个式子都没有意义;C:\(0\) 乘任何数都得 \(0\),不会得 \(1\),\(0\) 没有倒数。
第一章说,有理数是“可以写成分数形式的数”。现在有了除法,可以说得更准确:整数 \(-7=\tfrac{-7}{1}\),有限小数 \(-0.75=\tfrac{-3}{4}\),像 \(0.333\cdots=\tfrac13\) 这样的无限循环小数也能写成分数(怎样化,这里不展开)。
\(q\ne 0\),因为分数线就是除号,\(0\) 不能作除数。
由除法的符号法则,分子、分母、分数前面这三个符号,同时改变其中两个,值不变:\(\tfrac{-3}{4}=\tfrac{3}{-4}=-\tfrac34\),\(\tfrac{-3}{-4}=\tfrac34\)。
自己试试:下面哪一个和 \(-\tfrac35\) 不相等?
C。\(\tfrac{-3}{-5}\) 是 \((-3)\div(-5)\),同号得正,等于 \(\tfrac35\)。A、B 是异号相除,值都是 \(-\tfrac35\);D 是 \(-\tfrac35\) 的小数形式。
假设 \((-1)(-1)=-1\),先算括号或先分配,\((-1)(1+(-1))\) 会相等吗?
先算括号得 \(0\);按假设分配得 \(-1-1=-2\),矛盾。为保持分配律,\((-1)(-1)\) 必须为 \(1\),使 \(-1+1=0\)。
拖动上面的圆点(或点一下再用方向键)改变 \(a\);拖动下面一排里的圆圈,选中一个 \(b\)。每根柱子是 \(a\times b\),向上为正、向下为负。
拖动数轴上的金色圆点改变 \(a\),拖动上面的红色圆点改变乘数 \(k\)。红点是 \(k\times a\)。再反过来想:除以 \(k\),就是乘 \(k\) 的倒数,把红点送回 \(a\)。
上下拖动五个圆点(或选中后按上下方向键),每个因数可取 \(-3\) 到 \(3\) 的整数。最下面一排是“乘到这里为止”积的符号。
先在纸上算 12÷(-3)×2,再算 (-2)×(3-5),分别输入核对。也可自选三步以内的式子。
实体键盘或下方按键均可输入。负数键输入“(−”,需补右括号;减号表示相减。先括号,乘除同级从左到右,后加减;乘方到 2.3 再练。分数用 /,乘号不能省。每式限 80 字符,整数部分≤7位、小数部分≤6位。
先点要编辑的框,选中文字可替换。Enter 核对原式,Ctrl+Enter 核对过程,Esc 清空。只比较各行的值,请说明每步依据。
输入和笔算都准备好后再核对。
自选几组数,含负数、0、分数。三条乘法运算律都试,再对照除法换序。同一字母取同一数。
先自选数字并预测,再比较两式。
从易到难排好了。卡住时先展开提示。
1. 计算 \(\left(-\tfrac56\right)\times\tfrac{18}{25}\)。
B。异号得负;绝对值 \(\tfrac56\times\tfrac{18}{25}=\tfrac{1\times3}{1\times5}=\tfrac35\)(先约分)。A 符号错了;C 是把结果颠倒成了倒数;D 是把乘法当成了加法。
2. 一个蓄水池的水位每小时下降 \(4\) cm(记作 \(-4\) cm)。现在水位比警戒线高 \(6\) cm,照这样下降 \(3\) 小时后,水位比警戒线怎样?
A。\(3\) 小时的变化是 \((-4)\times 3=-12\)(cm),再加上原来的 \(6\) cm:\(6+(-12)=-6\),比警戒线低 \(6\) cm。C 忘了原来高出的 \(6\) cm;B 把下降当成了上升。
3. \(-0.4\) 的倒数是多少?
小数先化成分数:\(-0.4=-\tfrac25\)。倒数和原数同号吗?
C。\(-0.4=-\tfrac25\),倒数是 \(-\tfrac52=-2.5\),检验 \((-0.4)\times(-2.5)=1\)。A 是相反数;B 符号错了;D 是以为“去掉小数点”就是倒数,\((-0.4)\times(-4)=1.6\),不是 \(1\)。
4. 计算 \((-36)\times\left(\tfrac79-\tfrac{5}{12}\right)\)。
用分配律,括号里是 \(\tfrac79\) 和 \(-\tfrac{5}{12}\) 两项,每项连同符号乘 \(-36\)。
A。\((-36)\times\tfrac79=-28\),\((-36)\times\left(-\tfrac{5}{12}\right)=15\),\(-28+15=-13\)。B 是第二项漏了负号,算成 \(-28-15\);C 是两项符号都弄反了。
5. 下面说法正确的是哪一个?
每个说法都找一个反例试试;别忘了“有因数是 \(0\)”的情况。
A。B 漏了前提:\((-2)\times(-3)\times 0=0\),有偶数个负因数,积却是 \(0\),不是正数。C:\(0.5\) 的倒数是 \(2\),比 \(0.5\) 大。D:左边 \(24\div6=4\),右边 \(6+12=18\);除数是和时不能“分配”。
6. \(a\)、\(b\) 都是不为 \(0\) 的有理数,并且 \(a\div b<0\),\(a+b<0\)。下面哪个一定成立?
商为负,\(a\)、\(b\) 异号:一正一负。
一正一负相加,和的符号跟绝对值大的那个走。
C。商为负,说明异号;异号相加,和为负,说明负数的绝对值较大。用 \(a=2\)、\(b=-5\) 验证:\(2\div(-5)=-0.4\),\(2+(-5)=-3\),都小于 \(0\)。A:两个负数的商为正,不满足 \(a\div b<0\)。
共 9 道,含 3 道解答题;先做本节精选,也可查看全部真题。先自己做,提交后看答案和分步解析。
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这组题练习乘除的符号和倒数。选完看解析,重点核对符号。
学这一节之前,如果下面的小学基础还有点生疏,可以先回去温习: