师:同学们好,今天我们一起来学习人教版教材七年级上册第一章有理数1.1正数和负数的第一课时,从本节课开始,我们将正式开启初中数学的学习之旅。
在小学,我们学习过各种各样的数,知道数的产生和发展源于人们生产和生活的需要。在远古时期,由计数产生了像1、2、3这样的整数;当某件物品用完表示没有的时候,产生了数0;在分配物品的时候,又产生了像$\frac{1}{2}$、$\frac{1}{3}$等等这样的分数。那么随着时代的发展、科技的进步,上述这些数够用了吗?接下来我们来看几个具体的例子。
第一个例子,北京冬季里某一天的气温为 -3摄氏度至3摄氏度,3摄氏度和 -3摄氏度的含义分别是什么呢?结合生活经验,我们不难理解,这里的3摄氏度表示零上3摄氏度, -3摄氏度表示零下3摄氏度。生活中像这种例子还有很多。
第二个例子,夏新同学通过捡卖废品,既保护了环境,又积攒了零花钱。下表是他某个月的部分收支情况(单位:元)。大家观察这个表格可以发现,表格一共有4行4列,第一列是日期(2号、8号、12号);第二列是收入或支出(收入记为正,支出记为负);第三列是结余;第四列是注释。
在这个收支情况表中,有6个比较突出的数据需要我们重点关注,它们分别是3.5、 -4.5、 -5.2、8.5、4.0、 -1.2。那么表格中的这些数字分别表示什么含义呢?同学们想一想。
首先看第一个数字3.5,在2号这一天,结合注释“卖废品”来看,很显然这是一个收入情况,所以这里的3.5指收入3.5元。
再看第二个数字 -4.5,这个 -4.5还是指收入4.5元吗?同样结合注释“买圆珠笔、铅笔芯”来看,既然是买,那就是消费,意味着要支出,所以这里的 -4.5元表示的意思是支出4.5元。
接着看 -5.2元,结合注释“买科普书”,这也是一笔消费,所以 -5.2元指的是支出5.2元。
再来看结余栏,结余在生活中就是指剩余。在2号这一天,剩余了8.5元。同学们可以想一想,实际上是收入3.5元之后,一共剩余了8.5元,这意味着在收入3.5元之前,也就是在2号之前,剩余实际上是5元。所以这里的8.5元指的是2号这一天剩余了8.5元。
下一个数据4.0,在2号这一天剩余了8.5元,在8号这一天又支出了4.5元,理所当然,剩余4.0元就很好理解了。
最后一个数据是 -1.2,这个数据可能比较难理解。我们在8号的时候剩余4.0元,在12号的时候又支出了5.2元,这时钱不够用了。结合注释“同学代付”来看,说明同学帮我们付了一部分,所以这里 -1.2元指的是亏空1.2元。
通过以上实例,我们发现生活中经常用正负数来表示具体的数量。同学们想一想,在上述这些数中,哪些是正数,哪些是负数呢?结合小学所学,我们不难发现,这里的3、3.5、8.5、4.0是正数, -3、 -4.5、 -5.2、 -1.2是负数。
在初中,对正数和负数是有规范定义的。我们把像3、3.5这样大于0的数叫做正数;像 -3、 -4.5这样在正数前加上符号“ - ”的数叫做负数。
负数都有一个明显的标志,即它的前面会有一个符号“ - ”。同学们可能会想,既然负数前面都有符号,那么正数有没有符号呢?其实正数也有符号,在正数前面可以添上正号“ + ”。有时根据需要,我们在正数前面也会加上正号,只不过为了书写简洁,经常把这个正号省略不写。但是有时候为了突出数的符号特征,也会把正号加上,例如“ +3、 +2、 +0.5、 +$\frac{1}{3}$ ”等等,其实就是3、2、0.5、$\frac{1}{3}$等等。这里要提醒同学们,我们把一个数前面的正号或者负号叫做这个数的符号。
负数作为一种符号登上数学的殿堂,其实经历了千难万险,历经了几个世纪的时间。许多资料表明,中国是世界上最早使用负数的国家。中国古代用算筹(一种表示数的工具)来进行计算,红筹为正,黑筹即为负。如图,左侧有三根红筹,我们把它记作 +3;右侧是两根黑筹,我们把它记作 -2。
此时我们不得不提一个数,那就是0。同学们想一想,0是正数吗?0是负数吗?根据刚才正数和负数的定义,把大于0的数叫做正数,所以0不可能是正数;把在正数前加上符号“ - ”的数叫做负数,所以0也不可能是负数。所以我们特别规定,0既不是正数,也不是负数。
以上通过实例我们给出了正数和负数的定义,接下来我们来看正数和负数是如何在实际问题中表示具体数量的。
首先请看例1第一个问题,珠穆朗玛峰高于海平面约8848米,记为 +8848米,吐鲁番盆地的高度记为 -155米,表示什么意思呢?同学们思考一下。
在这个问题中,珠穆朗玛峰高于海平面约8848米,记作 +8848米,很显然是把高于海平面规定为正方向。那么吐鲁番盆地的高度记作 -155米,它表示的应该是低于海平面约155米。
再来看第二个问题,某年我国花生产量比上一年增长1.8%,油菜籽产量比上一年增长 -2.7%,这里增长 -2.7%表示什么意思呢?增长 -2.7%和增长2.7%是一个意思吗?
显然增长 -2.7%和增长2.7%有明显区别。花生产量比上一年增长1.8%,很容易理解,就是我国花生产量比上一年增加了,而且增长的百分率是1.8%。那么油菜籽产量比上一年增长 -2.7%,这里的增长 -2.7%实际上表示油菜籽产量比上一年减少2.7%。同学们想一想,本题中这个“ - ”表示什么意思?是的,这里的“ - ”实际上表示增长的相反意义,也就是减少的意思。
