师:同学们,大家好!今天我们一起学习第二章有理数及其运算的第二节——数轴。在小学数学里,我们曾用直线上的点表示过学过的数,像用直线上的点表示整数、分数。前面刚学了有理数,那能否用直线上的点来表示有理数呢?我们先观察日常生活中常用的温度计,看看能得到什么启示。比如测量体温的体温计、测量水温的水温计、测量气温的气温计,温度计是日常生活中测量温度的重要工具。观察图中所示的温度计,谁能说出图中三个温度计显示的温度各是多少?
生:(同学们快速读出示数)
师:很多同学已经快速读出了。下面我们一起来看,观察水银柱所指示的位置,第一个温度计显示的温度是零上10摄氏度,第二个温度计显示的温度是0摄氏度,第三个温度计显示的温度是零下5摄氏度。大家再仔细观察,温度计上的刻度有什么特点呢?
生:(思考、观察并回答)
师:我们发现温度计上都有一个点表示0摄氏度,作为温度的基准点。在0摄氏度以上的刻度表示零上温度,0摄氏度以下的刻度表示零下温度。因为零上和零下是具有相反意义的量,所以可以利用正负数来表示它们。还能观察到温度计的所有刻度都标在一条直线上,而且刻度均匀,相邻刻度间的距离相等,由下向上所表示的温度逐渐增大。
那么类比温度计,大家能尝试用一条直线上的点表示有理数吗?现在老师将温度计顺时针旋转90度平放,如果把温度计两端无限延伸,就可以把它看作一条直线。在直线上取一点表示0,称为原点。选取某一长度作为单位长度,规定直线上向右的方向为正方向,这样就得到了数轴,我们就可以直观地用数轴上的点来表示有理数了。数轴的原点表示数0,原点右边表示正数,原点左边表示负数。简单来说,像这样规定了原点、正方向、单位长度的直线就叫做数轴。这里要强调,数轴的三要素分别是原点、正方向和单位长度,画数轴时,这三要素缺一不可。根据具体情况,我们可以灵活选定原点的位置、正方向的朝向和单位长度的大小。那它们到底是怎样规定的呢?下面我们就一起来看数轴的画法,请同学们拿出草稿纸跟着一起画。
第一步,先画一条水平直线。
第二步,在直线上取一点作为原点,表示数0 。这个点可以在直线上任意位置选取,通常取图上适中的位置,原点的作用就是数轴的一个基准点。
第三步,确定正方向,数轴的正方向可以任意选取,我们一般取向右的方向为正方向。
第四步,选取适当的长度作为单位长度,其大小要根据实际需要选取。如果要表示绝对值比较大的数,单位长度就可以取小一些。最后在原点左右两边依次标上相应的数字,从原点向右每隔一个单位长度取一个点,依次表示1、2、3……从原点向左用类似的方法依次表示 -1、 -2、 -3……
知道了数轴的画法,我们一起来判断下图中所画的数轴是否正确,如果不正确,指出错在哪里。
生:(观察并回答)
师:我们可以看到,第一个没有正方向,所以是错的;第二个单位长度不统一,也是错的;第三个没有原点,不对;第四个原点、正方向有了,但没有单位长度;第五个数字标错了;第六个原点、正方向、单位长度都有,而且数字标得也对,所以它是正确的;第七个有两个正方向了,所以错误;第八个也是错的,要注意数轴是一条直线,不是射线,也不是线段;第九个错在把数字标错了。数轴把数与直线联系了起来,想一想如何把正3、 -4分别在数轴上表示出来?
生:(思考并回答)
师:正3可以用位于原点右边3个单位长度的点表示, -4可以用位于原点左边4个单位长度的点表示。那么其他的整数都可以用类似的方法表示出来。请同学们再想一想,1/4用数轴上的哪个点来表示呢?
生:(思考并回答)
师:1/4是正数,在原点右边1/4个单位长度,应该用这个点表示。 -1.5是负数,在原点左边1.5个单位长度,应该用这个点表示。没错,小数和分数同样也可以用数轴上的点来表示。很明显,任何一个有理数都可以用数轴上的一个点来表示。反过来请大家思考,例一,如图,数轴上a、b、c、d各点分别表示什么数?
生:(思考并回答)
师:a点在原点左边3个单位长度,所以点a表示的数是 -3;b点在原点右边两个单位长度,所以b点表示的数是2;c点在原点左边一个单位长度,c点表示的数是 -1;d点在原点左边两个单位长度,所以d点表示的数是 -2。这说明根据点在数轴上的位置就可以表示出它所表示的数,我们的思维过程是由形到数。那么同学们能否自己画数轴,把给定的数用数轴上的点表示出来呢?下面我们一起来看。
例2,画出数轴,并用数轴上的点表示下列各数,请同学们先自己做一下。
