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一個正數的前面加上負數就是負數

圖文 更新时间:2025-08-18 16:51:36

一個正數的前面加上負數就是負數?負數的定義認識負數是很重要的一部分,我們先來看看小學教材中普遍是怎樣引入負數的(看下圖),現在小編就來說說關于一個正數的前面加上負數就是負數?下面内容希望能幫助到你,我們來一起看看吧!

一個正數的前面加上負數就是負數(正數前面加負号就是負數)1

一個正數的前面加上負數就是負數

負數的定義

認識負數是很重要的一部分,我們先來看看小學教材中普遍是怎樣引入負數的(看下圖)。

可以看到主要是通過以下幾個角度幫學生理解負數

    通過零下溫度呈現負數(如-20℃)。

    通過海拔高度呈現負數(如-200米)。

    通過相反方向呈現負數(如西-10米)。

    通過收入支出呈現負數(如-100元)。

    通過數線标出負數(如下圖)。

總的來說,課本是通過“相反意義的量”幫助學生理解負數。其中利用溫度計引入負數是教材中主要的例子,但是依靠溫度計引入負數會出現新的問題。有了負數之後,自然我們需要比較負數的大小,理解負數的運算。

1. 比較大小中的問題

-20<-5

利用溫度來理解就會出現矛盾,零下20度明明更冷,怎麼會比零下5度小?

2. 負數運算中的問題

-(-1)=1

-1 (-1)=-2

我們知道兩杯100度的沸水倒在一起并不是200度。所以溫度計引入負數不能很好的解決這兩個問題。

利用海拔高度可以觀察到-5米比-20米要高,以此理解比較大小的問題,要比溫度計好一些;利用數線上負數的位置比較大小更為直觀,孩子們從一年級就知道數線上位置越往右的數越大。

但是 -(-1)=1還是不能嚴格證明。

最後教材中告訴我們10、2等這樣的數都是正數,在這些數前面加上負号“-”的數,如-3、-500等就是負數。

所以教材中并沒有嚴格地給出負數的定義,隻是介紹了它的符号寫法(看下圖)。讓學生知道了正數、負數表示具有相反意義的量。

我們發現小學教材是通過“相反意義的量”引入負數,初中教材普遍是怎麼樣引入的負數我們來看看(看下圖)。

初中同樣是從“相反意義的量”引入負數,有溫度、增長率、收支。告訴我們大于0的數叫做正數在正數前面加上符号“-”(負)的數叫做負數。和小學課本給出的定義是一樣的。上期我們提到的主要問題證明“-(-1)=1”到這裡還是不能解決。

接着教材在給出有理數的定義後,介紹了數軸的定義(看下圖)

數軸的三要素:原點、單位長度、正方向。小學中定義的數線(或數射線)可以理解為數軸的一部分,因為數線沒有強調三要素,所以把數線叫作數軸并不是很嚴謹。負數比較大小可以從數軸來理解,位置越往右的數越大。

從數軸上可以看到與原點距離是2的點有兩個,它們表示的數分别是2和-2。由此教材給出了象2和-2, 5和-5這樣,隻有符号不同的兩個數叫作互為相反數。

在數軸上,分别位于原點兩側,到原點距離相等的兩個點所表示的數,叫做互為相反數。

由此可知a的相反數是-a,具體來看1和-1到原點的距離是相等的,所以1的相反數是-1,-1的相反數是1。同時我們也知道-1的相反數是-(-1),因此隻要證明相反數的唯一性,就可以說明-(-1)=1。

下面我們證明唯一性。(看下圖)

從相反數的角度我們知道了-(-1)=1。但這個圖片中的證明也是有漏洞的,因為我們還沒有證明a (-a)=0,所以從a、b互為相反數得到a b=0邏輯上是有問題的。

這個問題涉及到負數的加減,我們接着看教材是怎麼講解的負數加減法(看下圖)。

教材通過方向相反的量,先向右運動5m,再向左移動5m結果仍在起點處,由此得到5 (-5)=0。同理,先向右運動am,再向左移動am結果仍在起點處,由此得到a (-a)=0。

但是這樣的推理隻是一種理解方式,并不是嚴格地代數證明。想要給出嚴格證明還是要從負數的定義入手,如何從代數的角度給負數定義?

我們說到可以從相反數的角度理解-(-1)=1。本期咱們先來看看某版教材向量空間與群中零元與負元的定義。

設V是一個集合, 是V上的二元運算( :V×V→V是一個映射)。

若存在0∈V,使得對每個v∈V都有v 0=v,則稱0是V中關于 的單位元,既零元。

若對每個v∈V,存在w∈V,使得v w=0,則稱w是v的逆元。将w記為-v。既負元。先證明零元與負元的唯一性(下圖是在向量空間中的證明)。

思路和圖中一樣,設0'是另一個零元,w'是v的另一個負元。則有

0'=0' 0=0

w=w 0=w (v w')=(w v) w'=0 w'=w'

由此可得零元與負元的唯一性。

在自然數中,我們知道數字0,就是加法中的零元。

0 1=1

0 2=2

0 3=3

接着我們思考

1 □=0

2 □'=0

3 □''=0

我們把□定義為-1,既 □:=-1。按照這樣的定義自然有

-1 -(-1)=0

又有

-1 1=0

再根據負元的唯一性,可得

-(-1)=1

但是這樣的定義中小學學生還是會覺得不好理解。我們換個角度思考。因為減法是加法的逆運算。根據上面的加法算式可得

0=1-1

0=2-2

0=3-3

□=0-1

□'=0-2

□''=0-3

我們把 -1:=0-1。也就是把-1定義為0-1。一般地 -a:=0-a。

由此可知

-(-1)=-(0-1)=0-(0-1)=1

也就是說,可以從減法的封閉性來思考,把-1定義為0-1。再運用這個定義來進行推理。可以關注小修哦!

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