数与代数

为什么会出现数字呢?数字是古印度人在生活中创造出来的,为了生活更方便,先问大家一个问题,5+3一定等于8吗?不一定,要想保证5+3=8,那5和3必须在一个计数单位上,如果5在十位上,3在个位上,那5+3还等于8吗?研究一类数是按诞生,比大小和四则运算来研究的,先来研究整数:

整数怎么比大小?比如5和7谁大?看数轴,五在数轴上是向有跳了5次,一次跳一格,7是向右跳了7次,一次跳一格,在数轴上越靠右越大,所以7比5大,还有一个方法,看位数,位数多的更大,如果位数相等,就看第一个数字,哪个大,那个数字就更大,如果第一个数字相等,就接着往下看,比如149和154,他们第一位都是1,再往后,5比4大,所以154比149大。

在整数加法是把两个数合并,比如5+3,这是一个数轴,首先需要保证每个整数都能在数轴上找到一个点来对应它,5+3就是在对应5的这个点上,向右条三次,一次跳一格,然后到达的点对应的数就是八,从另一个角度看,5是个“1”加上3个“1”,就是8个“1”,所以5+3=8,减法是把一个数拆分,比如5-2,从数轴的角度看是在5对应的那个点上往左跳两次,一次跳一格,此时到的那个点对应的数是3,5个“1”减去2个“1”,剩3个“1”所以5-2=3。

乘法运算是几个几相加,也是几的几倍,比如6×5,等于6+6+6+6+6,就是30,在数轴上可以这样表示,从0开始向右跳5次,一次跳6个,这是到达的点对应的数就是30,除法是把一个数平均分成几份,或者一个数里有多少的几,比如40÷5,是把40平均分成5份,然后看每份的量,或者看40里面有几个5,把40个石子五个五个的放一堆,最后就知道40里有8个5,8个5相加也等于40,这说明乘除是互逆的。

为什么要发明小数?是因为整数不够用了,所以发明了小数,就像有一个比1厘米还短的线,无法测量它的长短,所以需要发明一个比1厘米还小的测量单位一样。

小数的比大小跟整数很像,不过看它有几位已经不管用了,所以如果小数点前面有大于0的数,要先看它,但是如果小数点前面是0,就先看十分位,哪个数的十分位大,那个数就更大,如果两个数的十分位一样大,就看百分位,以此类推,比如0.5和0.6,它们小数点前面都是0,所以要看十分位,其中一个十分位是5,另一个是6,0.6就比0.5大,在数轴上也是,先把一格平均分成10份,0.6是向右跳了6个小格,0.5是向右跳了5个小格,所以0.6比0.5大。

小数的四则运算跟整数的一样,加法中,0.3+0.4,是3个“0.1”加上4个“0.1”,就是7个“0.1”,在数轴中,就是以把之前的一格平均分成十份后的那一小格为一格,先向右条三次,一次跳一格,找到0.3再接着向右跳4格,到达的位置对应的数是0.7,减法中,0.9-0.2是9个“0.1”减去2个“0.1”,就是7个0.1,在数轴上也一样,先向右跳9次,一次跳1个,找到0.9,乘法中,0.2×5就是5个0.2相加,等于1,因为我们用的是十进制,10个0.1就要进一位,如果是0.2×0.5呢?假设有一个长方形,长是0.5米,宽是0.2米,要求它的面积,可以先把0.5米和0.2米变成5分米和2分米,这样面积就是10平方分米,10平方分米换算成以平方米为单位就是0.1平方米,所以0.2×0.5其实就是把它们分别乘10,得到结果后再除100,因为10×10=100,2×5等于10,然后再除以100,就是0.1,所以0.2×0.5=0.1,除法中,0.5÷0.1,把5个“0.1”除以1个“0.1”,等于5个0.1,答案是5,因为被除数和除数同时乘或除以一个相同且不为0的数,商不变,所以0.5和0.1都乘10,结果也不会变,5÷1等于5,所以0.5÷0.1=5。

分数的诞生也是因为整数不够用,比如把一个面包平均分给3个人,没法分,所以出现了分数。

如果两个分数的分母一样,那它们的分数单位也就是一样的了,比如一个是3/5,另一个是2/5,它们的分母都是5,所以分数单位都是1/5,然后看它们有几个分数单位,哪个多,那个分数就更大,但是如果分数单位不一样,就要通分,比如1/2和1/3,要让它们的分母和分子同时乘一个数,使它们的分母一样,只要分数单位一样,就能比大小了,把1/2的分子和分母同时乘3,变成3/6,把1/3的分母和分子同时乘2,变成2/6,3/6有3个1/6,2/6有2个“1/6”,所以3/6比2/6大,1/2就比1/3大。

分数的四则运算分两类,一类是分数单位相同的另一类是分数单位不同的,分数加法中,如果分数单位一样,那就把两个数分数单位的个数相加就行了,比如2/5+3/5,2/5有2个1/5,3/5有3个1/5,所以加起来是5个1/5,就是5/5,也是1,如果分数单位不同,需要通分,是它们的分数单位相同,然后进行计算,减法中,如果分数单位一样,把两个分数单位的个数相减就行了,7/9-5/9,7个1/9减去5个1/9,等于2个1/9,就是2/9,如果分数单位不相同,还是先通分。

分数乘法可以用图来解释,比如1/2×1/2,就是把一个长方形平均分成两份,其中的一份是1/2,那1/2的1/2是把这一份再平均分成2份,其中的一份,这一份站整个长方形的1/4,所以1/2×1/2=1/4,但分数除法也可以用图来解释,4/9÷4,就是把一个长方形平均分成9份,取其中的一份,再把这4/9平均分成四份,每份占整个长方形的1/9,所以4/9÷4=1/9,这是可以发现,4/9÷4等于4/9乘1/4,1/4是4的倒数,所以除一个数等于乘它的倒数。

代数的出现是为了能表示一类数,比如有a个苹果,它可以是一个苹果,也可以是两个苹果,比如有七个袋子,每个袋子里装的苹果数量是一样的,但是我们不知道每个袋子里有多少个苹果,所以要想表示所有苹果,就需要设每个袋子里有x个苹果,那七个袋子就有7x个苹果。

在小学阶段的最后,我们学习了一种特别的数——负数,它的诞生是因为正数不够了,生活中还会有一些比零小的东西,比如温度,有零上温度和零下温度,有一些地方会有地下车库,还有收入和支出,它们表示相反的量,但是它能比大小吗?能进行四则运算吗?

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