卞書彥
我們在七年級已經(jīng)系統(tǒng)地學習過有理數(shù),知道了數(shù)的擴充源于兩方面的需求:一是為了解決實際生產(chǎn)、生活中的某些問題;二是為了數(shù)學內(nèi)部的運算可以進行(即運算的封閉性)。我們也知道了每次數(shù)系擴充遵循的基本原則:第一,增加新元素;第二,原有的運算性質(zhì)仍然成立;第三,新數(shù)系能解決舊數(shù)系中的矛盾。
本章一開始以運用勾股定理計算直角三角形邊長為情境,讓我們感受到“數(shù)的開方”的必要性,順理成章地讓我們學習平方根的概念。我們在七年級就知道非完全平方數(shù)(如數(shù)2)的平方根(算術(shù)平方根)是客觀存在的,能用逼近法知道它是無限不循環(huán)小數(shù),并能用數(shù)軸上的點將它表示出來。為了進一步研究這樣的數(shù),我們有必要用符號來表示。法國數(shù)學家笛卡爾使用符號“[]”很好地解決了這類數(shù)的表示問題。
有了平方根概念和表示符號后,我們就可以研究其性質(zhì)與應用了。根據(jù)平方與開平方互逆的關系可以得到:一個正數(shù)有兩個平方根,它們互為相反數(shù);0的平方根是0;負數(shù)沒有平方根。我們可以類比學習三次方根的概念以及符號“[3]”所表示的意義,根據(jù)立方與開立方互逆的關系得到:正數(shù)的立方根是正數(shù);負數(shù)的立方根是負數(shù);0的立方根是0。同理,根據(jù)平方根與立方根的學習經(jīng)驗,我們也可類比得到“n次方根”的符號“[n]”及其有關的性質(zhì)了。
我們認識到,開方開不盡的數(shù)是無限不循環(huán)小數(shù)。無限不循環(huán)小數(shù)除了開方開不盡的數(shù)外,還有像化簡后含“π”的數(shù)與0.1010010001…(1后面的0依次多一個)這一類數(shù),以后我們還會學習到其他形式的無限不循環(huán)小數(shù)。為此,我們將無限不循環(huán)小數(shù)定義為無理數(shù),并將有理數(shù)和無理數(shù)統(tǒng)稱為實數(shù)。由此,我們就實現(xiàn)了從有理數(shù)集到實數(shù)集的擴充。
下面,我們通過圖1一起回顧一下人類對數(shù)的認識吧。
數(shù)系擴充到實數(shù)后,對有理數(shù)的絕對值、相反數(shù)、倒數(shù)的意義,有理數(shù)比較大小的方法,有理數(shù)的運算性質(zhì)、運算律,仍然都適用。在實數(shù)范圍內(nèi),不僅可以進行加、減、乘、除、乘方運算,還可以進行開立方運算以及非負實數(shù)的開平方運算。
由于無理數(shù)是無限不循環(huán)小數(shù),有時根據(jù)實際需要,我們要用它的近似值來代替。因此,我們還要了解近似數(shù)的概念,體會近似數(shù)的意義以及近似數(shù)在生產(chǎn)、生活中的作用,并能根據(jù)要求對結(jié)果取近似值。于是,我們得到本章的知識框圖(如圖2)。
實數(shù)這一章的知識是我們學習二次根式、一元二次方程以及解三角形等知識的基礎,為今后數(shù)系的擴充提供了范式,相信同學們一定能夠?qū)W好本章的有關內(nèi)容。
(作者單位:江蘇省鹽城市大岡初級中學)