ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.04.2024
Просмотров: 237
Скачиваний: 0
Слева от 1 |
поставим число 0: |
|
|
|
|
|
-«г |
I |
■ *о~— —о |
■ О1 |
о——-о — а |
||
|
0 |
1 |
2 |
3 |
и |
5 ••• |
Затем введем отрицательные целые числа, расположив их так, чтобы они шли справа налево:
-----1------ |
1— |
I---------- |
(-------- |
(— — о------ |
о------- |
о ------ |
о------- |
о------- |
о |
--------5 |
- 4 |
- 3 - 2 |
- 1 |
о |
1 |
2 |
3 |
и |
5 |
Числа, которые мы теперь имеем, называются целыми числами. Множество целых чисел состоит из положительных целых чисел,
отрицательных целых чисел и нуля. |
Натуральные |
числа —это, |
||||||
конечно, положительные |
целые |
числа; |
их часто так и называют. |
|||||
Заметим, что на прямой осталось |
еще много точек, которым |
|||||||
пока не приписано никаких чисел. Нам нужно, |
по крайней мере, |
|||||||
- |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
2 |
д’ |
д. |
разместить дроби |
|
|
з ’ 3” ’ ~ 2 ’ ~ 3 ’ ~ з и т' |
д*еждУ каж' |
||||
дыми двумя целыми |
числами |
имеется |
бесконечное множество та |
ких дробей. |
Поэтому все, что мы можем сделать на рисунке, это |
||||||||
указать для |
примера |
некоторые |
из |
них. |
|
|
|
||
|
- І |
- і |
- і |
|
i |
f |
1 |
|
b— — o — ► |
|
' o -H — o -i |
o - f — o — f - o — +— <H |
о------- |
||||||
5 -4 - 3 - 2 -1 |
0 |
|
1 |
2 |
3 |
U 5 — |
Все числа, о которых мы говорили до сих пор, имели вид
где р и q —целые числа и q не равно нулю. Они называются
рациональными числами. [Этот термин |
(«рациональный» |
значит |
|||
«разумный») вовсе |
не должен приводить к мысли, |
что остальные |
|||
числа неразумны. |
Он |
только отмечает тот факт, |
что рациональ |
||
ные числа являются |
о т н о ш е н и я м и |
(по-латыни ratio) |
целых |
||
чисел.] |
|
|
|
|
|
Рациональные |
числа не заполняют |
числовую |
прямую |
цели |
ком. Существует много чисел, которые нельзя выразить в виде отношения целых чисел. Например, число У 2 не является ра
циональным. Это же относится и к числам |/ 3 |
и 1^5, а также к не |
|
которым «особым» числам вроде я. |
|
чтобы каж |
Если мы нанесем все эти добавочные числа так, |
||
дой точке нашей прямой было приписано |
некоторое |
число, то |
мы получим полное множество действительных чисел:
2 |
Геометрия |
3 3 |
|
|
,/Г |
і |
г |
я |
|
-Ш |
. Ѵ2 |
3 |
п |
2 |
Т |
|
- ? |
\ |
\ |
/ |
/ |
||
—о------ (о- |
—о—4—о——КН+—о— |
■о— о— |
||||
- - 5 - 4 - 3 |
-1 і |
0 |
1 |
|
с2 |
3 4 5 -... |
Можно проверить, что все числа на этом рисунке располо жены примерно там, где им и положено.
В нашем курсе геометрии действительные числа будут ис пользоваться повсюду. И, начиная с этого момента, для нас становится важным представлять их себе лежащими в опре деленном порядке на прямой.
Число X меньше, чем число у, |
если х |
|
лежит |
на |
числовой |
||||||
прямой л е в е е , |
чем у, |
например, |
как на следующем |
рисунке. |
|||||||
|
|
|
у |
|
|
|
|
Ц |
|
|
|
..... |
-О- |
О— |
I |
о |
«о |
О— |
■ О |
I |
о— ' —- |
■■ т 9 |
|
- |
- 3 |
- |
2 |
- |
1 0 |
1 |
2 |
3 |
- |
|
|
Этот факт мы записываем так: х < у . Очевидно, каждое от рицательное число лежит левее любого положительного числа, поэтому каждое отрицательное, число меньше любого положи тельного числа. Так, например,
|
|
|
|
|
- 1 0 0 0 0 0 0 < ~ , |
|
|
|
|
|
|||||
хотя число |
— 1 000 000 в |
каком-то |
смысле |
и кажется |
больше. |
||||||||||
Выражения, |
в |
которые входит |
з н а к < , |
|
называются |
нера |
|||||||||
венствами. Любое |
неравенство можно |
переписать, |
обратив его |
||||||||||||
знак; |
у > х |
означает |
просто, что х< іу . |
Таким образом, |
если |
||||||||||
у > х , |
то у |
лежит |
на |
числовой |
прямой |
п р а в е е , |
чем х. |
|
|||||||
Выражение |
х ^ у |
означает, |
что |
либо |
х < у , |
либо х — у. |
|||||||||
Таким |
образом, —2«^1, |
поскольку —2 < 1 |
и |
2 ^ 2 , |
так |
как |
|||||||||
2 = 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
главным |
|
При изучении алгебры вы до сих пор имели дело |
|||||||||||||||
образом с поведением |
действительных |
|
чисел |
при |
сложении и |
умножении. В действительности алгебру можно изучать тем же
методом, |
каким |
мы будем в этом курсе |
изучать |
геометрию. |
||||||
Иными словами, |
все известные вам алгебраические |
факты можно |
||||||||
вывести |
из нескольких |
простых |
аксиом. Тем |
не |
менее |
не |
ис |
|||
ключено, |
что алгебру |
вы таким |
способом |
не |
изучали, |
а |
нам |
|||
едва ли |
хватит |
времени, чтобы пройти всю |
алгебру |
снова. |
По |
34
этому в нашем курсе мы будем без особых оговорок использо вать почти все, что вы знаете из алгебры.
Так как, однако, довольно распространены различные недо разумения, относящиеся к употреблению неравенств и к квадрат ным корням, в этих вопросах нужно бйіть особенно осторож ными. Отношение <С называется отношением порядка. Вот его основные свойства:
Пі. Трихотомия («закон исключенного четвертого»).
Для каждых двух чисел х н у справедливо одно и только одно из сле дующих отношений: х < у , х = у , х > у.
П2. Транзитивность.
Если X < у И У < z, ТО X < z
П3. Закон сложения.
Если а < b и х ^ у , то а + х < Ь-\-у.
П4. Закон умножения.
Если X < у и а > 0, то ах < ау.
Из этих четырех законов вытекают все обычные правила действий с неравенствами. Наконец, нам понадобится еще сле дующий закон:
Kt. Существование квадратных корней.
Для каждого положительного числа х существует хотя бы один положи
тельный квадратный корень у ~ | /х из этого числа (т. е. такое число у > О, что у2 = х).
В учении о квадратных корнях имеется |
|
один довольно дели |
|||||
катный момент. Когда мы говорим, что |
х |
есть |
квадратный ко |
||||
рень из а, то мы подразумеваем |
только |
то, |
что |
х 1= а. |
Напри |
||
мер, 2 есть квадратный корень |
из |
4, |
так |
как |
22 = 4. |
Но—2 |
|
также является квадратным корнем |
из |
4, |
поскольк (—2)2 = 4. |
Однако запись х — У а означает, что х есть п о л о ж и т е л ь н ы й квадратный корень из а. Таким образом, из следующих двух утверждений первое верно, а второе неверно.
Верно: —2 есть квадратный корень из 4.
Неверно: |
—2 = ^ 4 . |
Причина |
именно такого употребления символа У а очень |
проста. Если |
допустить, что У а означает л ю б о й из двух квад |
ратных корней из а, то мы вообще не будем иметь символа, например, для положительного квадратного корня из 7. Попытка
поставить перед У 7 знак плюс ни к чему бы не привела, по скольку знак плюс не меняет значения никакого выражения:
если бы У 7 был отрицателен, то и -\-У 7 также был бы отри
цателен. По этой причине условливаются, что У а всегда обоз начает положительный квадратный корень из а>>0. Отрицатель-
2* |
36 |
ным корнем из а тогда будет число —У а; выражение же f/Ö означает 0.
Для ссылок удобно сформулировать следующие предложения, которыми мы далее будем пользоваться.
Правило сложения равенств:
Если а — Ь и c — d, то a-\~c = b Jr d.
Правило вычитания равенств:
Если а — Ь и c — d, то а —с — Ь—d.
Правило умножения равенств:
Если а — Ь и c — d, то ac — bd.
Задачи к § 2
1. Составьте таблицу, озаглавив ее столбцы следующим образом: «Действи тельные числа», «Рациональные числа», «Положительные числа», «Целые чис ла», «Иррациональные числа». В столбце «Действительные числа» запишите
|
|
|
|
|
|
|
|
0.02,- |
/ 4 , |
і |
| |
14,003, |
- 3 |
, |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Ѵ2 |
|
|
] |
/ | |
, |
|
0, |
1,414, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
5 |
’ |
|
|
Ѵ ш ' л- |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Заполните |
таблицу, |
поставив |
каждое |
из |
этих |
чисел |
во |
все |
те |
столбцы, |
||||||||||||||
в заголовках |
которых |
названы |
множества, |
содержащие |
данное |
число. |
|
|||||||||||||||||
2. Выясните, |
верно |
или ошибочно |
каждое |
из следующих уіверждений; |
|
|
||||||||||||||||||
a) |
Отрицательные числа являются действительными числами. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
B ) |
Действительная |
числовая |
прямая |
имеет по |
крайней |
мере |
один |
ко |
||||||||||||||||
|
нец. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c) |
Для |
всех |
чисел х число |
— х отрицательно. |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|||||||||||
d) |
Точка |
на |
действительной |
числовой |
прямой, |
соответствующая |
, ле-6 |
|||||||||||||||||
у |
||||||||||||||||||||||||
|
жит |
между |
точками, |
|
соответствующими |
6 |
|
8 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
у |
и у , |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
e) |
На действительной |
числовой |
прямой существует точка, соответствую |
|||||||||||||||||||||
|
щая |
|
числу |
|
Ѵ^2 |
и отличная от точки, соответствующей |
числу |
1,414. |
||||||||||||||||
f) |
Если |
X— отрицательное |
число, |
то |
— х |
— положительное |
число. |
|
|
|||||||||||||||
g) |
Если |
х > і /, то |
X— у > |
0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3. В |
каком порядке должны быть расположены на числовой прямой точки |
|||||||||||||||||||||||
каждого |
из следующих |
множеств |
(при этом предполагается, что положитель |
|||||||||||||||||||||
ные числа лежат справа от нуля): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
а) |
¥ > |
|
|
1 8 |
’> |
|
Ь) 4>1: |
4 ’06; |
4’012; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
с) - 1 , 3 ; - 0 , 7 ; |
- 2 , 1 4 ; |
d) у ; |
- l | ; |
- l y ? |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
4. Запишите |
следующие высказывания, |
пользуясь |
знаками |
порядка |
(т. е. < , |
|||||||||||||||||||
|
и т. д.): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
a) X— число, |
большее |
чем |
0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
B ) |
у — число, |
заключенное |
между |
— 1 и 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
c) |
W — число, |
заключенное |
между |
— 1 и 2 |
(включая |
и сами |
эти |
значения). |
d)k — положительное число.
e)т — отрицательное число.
f)« — неотрицательное число.
36
5. Опишите |
следующие |
неравенства словами: |
|
|||||||
а) |
А В > |
CD, |
b) т г£ л; |
с) |
— 11 < |
5 < 8 ; |
|
|||
d) — 2 г ^ & г с ;2 ; е) х < 0; I) у > :0 . |
|
|
||||||||
6. Какие |
из следующих |
равенств верны: |
|
|||||||
а) |
|/Фб = |
4; |
b) К 2 5 = |
— 5; |
с) - ^ |
6 4 = |
- 8 ; |
|||
d) |
- | |
^ |
3 |
6 = |
- 0 , 6 ; |
е) |
— К 0,04 = 0 ,2 ? |
_ |
7. В каком из следующих случаев выполняется условие \^х^ = х:
а) |
х = |
3; |
Ь ) х = — 3; |
с) |
х = |
0; |
|
d ) x = l ; |
е ) х — ~ |
1;, |
f) |
х < |
0; |
||
g) |
X |
0; |
h) -і- > |
0? |
|
|
|
8.На числовой прямой с единичным интервалом в 1 см по возможности точно нанесите следующие числа:
|
0, |
1, |
Ѵ '4, |
- У |
Т , |
У 9 , |
- У |
9 , |
\Г\Ъ, |
- J / 2 5 . |
|
|
||||
9. Пусть |
г и S . — действительные |
числа, отличные |
от |
нуля, |
и такие, |
что r > s . |
||||||||||
Укажите, какие из следующих неравенств верны |
всегда, |
т. е. для |
всех г |
|||||||||||||
и s, |
верны |
иногда, |
т. е. |
только |
для |
некоторых |
г |
и |
s, или |
не |
верны |
|||||
никогда: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a) |
s > |
г, |
b) |
г — s > |
0, |
с) |
Y > |
1, |
d) |
s2 < |
г2. |
|
|
10*. Ответьте на тот же вопрос, что и в задаче 9, для следующих неравенств:
а) — > |
— , |
Ь) г3 > s3, |
|
г |
s ’ |
|
|
с) — г < — s, |
d) г — 2 < s — 2. |
||
§ 3. АБСОЛЮТНАЯ ВЕЛИЧИНА |
|
||
Абсолютная |
величина числа |
х обозначается символом | х |. |
|
Смысл этого символа легко понять |
из примеров: |
о т р
і2 1= 2,
—2 1= 2,
71= 7,
1—8 1= 8,
187 і = 87,
1—95 | = 95,
|—у Т з |== у Т з
и т. д. Здесь |
мы руководствуемся следующими правилами: |
|||
1°. Если |
х ^ 0 , |
то I X I = X. |
|
|
2°. Если |
X< |
0, |
то I je ] —соответствующее положительное число. |
|
Если задано |
конкретное число, то легко |
увидеть, чему равна |
||
его абсолютная величина. Если перед ним |
нет знака минус, то |
|||
переход от |
числа |
к его абсолютной величине ничего не меняет. |
Если же перед числом стоит знак. минус, то, чтобы получить абсолютную величину числа, этот знак нужно отбросить.
Производя алгебраические преобразования с выражениями вро де \х\, j а —b I и т. д. , нам удобно иметь алгебраическую форму условия 2°. Таким образом, мы хотим для любого отрицательного числа X иметь алгебраическую запись, дающую соответствующее
37