В математике принято использовать свои обозначения. Запись условий задач с их помощью приводит к появлению так называемых математических выражений. Можно говорить про числовые, буквенные выражения и математические выражения с переменными. Для удобства и одни, и вторые и третьи называются просто выражениями. В этой статье мы дадим определения и по порядку рассмотрим каждый тип математических выражений.
Числовые выражения
С самый первых уроков математики школьники начинают знакомство с числовыми выражениями. Выражение содержит числа, и действия над этими числами. Возьмем простейшие примеры для счета: 5 + 2 ; 3 - 8 ; 1 + 1 . Все это - числовые выражения. Если выполнить действия, указанные в выражении, то получится его значение.
Конечно, числовые выражения содержат не только знаки "плюс" и "минус". Они могут включать деление и умножение, содержать скобки, степени, корни, логарифмы и состоять из нескольких действий.
Учитывая все сказанное, дадим определение. Что такое числовое выражение?
Определение. Числовое выражение
Числовые выражения - это комбинация чисел, арифметических действий, знаков дробных черт, корней, логарифмов, тригонометрических и других функций, а также скобок и иных математических символов.
Числовым выражением считается только та комбинация, которая составлена с учетом математических правил.
Поясним данное определение.
Во-первых, числа. Математическое выражение может содержать любые числа. Это значит, что в математическом выражении можно встретить:
- натуральные числа: 6 , 173 , 9 ,
- целые числа: 18 , 0 , 64 ,
- рациональные числа:
обыкновенные дроби 1 3 , 3 4 ,
смешанные числа 6 1 8 , 89 5 7 ,
периодические и непериодические десятичные дроби 9 , 78 , 8 , 556 - иррациональные числа: π , e ,
- комплексные числа: i = - 1 .
Во-вторых, арифметические действия. то известные нам еще из курса начальной школы сложение, умножение, вычитание и деление. Знаки " + " , " - " , " · " и " ÷ " могут присутствовать в выражении не один раз. Вот пример такого числового выражения: 12 + 4 - 3 + 3 ÷ 1 · 8 · 6 ÷ 2 .
деление в выражениях может присутствовать как в виде знака, так и в виде дробной черты.
Скобки в числовых выражениях
- указывают порядок выполнения действий: 5 - 2 , 5 + 5 * 0 , 25 ;
- используются для записи отрицательных чисел: 5 + (- 2) ;
- отделяют аргумент функции: sin π 2 - π 3 ;
- отделяют показатель степени: 2 - 1 , 3 2
Есть и специальные значения для записи скобок. Например, запись 1 , 75 + 2 означает, что к целой части числа 1 , 75 прибавляется число 2 .
Согласно определению, числовые выражения могут содержать степени, корни, логарифмы, тригонометрические и обратные тригонометрическим функции. Приведем пример такого числового выражения:
В качестве примера использования в числовых выражениях специальных знаков, можно привести знак модуля.
2 2 5 · 6 + - 5 - 8 · 2
Буквенные выражения
После знакомства с числовыми выражениями можно вводить понятие буквенных выражений. Интуитивно понятно, что в них вместо чисел используются буквы. Но обо всем по порядку.
Запишем числовое выражение, но вместо одного числа оставим пустой квадратик.
В квадратик мы можем вписать любое число. Например, 2 , или 1032 .
3 + 2 ; 3 + 1032 .
Если условится записывать вместо числа в квадратике букву a , означающую данное число, то мы получим буквенное выражение:
Определение. Буквенное выражение
Выражение, в котором буквы заменяняют некоторые цифры, называется буквенным выражением. Буквенное выражение должно содержать по крайней мере одну букву.
Принципиальная разница числового и буквенного выражений в том, что первое не может содержать букв. В буквенных выражениях чаще всего используются маленькие буквы латинского алфавита a , b , c . . или маленькие греческие буквы α , β , γ . . и т.д.
Приведем пример сложного буквенного выражения.
x 3 + 2 - 4 · x 5 + 4 x y + 8 y 2 3 8 - 4 x 2 · a r c cos α + 1 3 x 2 + 2 y - 1
Выражения с переменными
В рассмотренных выше буквенных выражениях буква обозначала какое-то конкретное числовое значение. Величина, которая может принимать ряд различных значений, называется переменной. Выражение с такой величиной, соответственно, называются выражением с переменной.
Определение. Выражения с переменными
Выражение с переменной - выражение, в котором все или некоторые буквы обозначают величины, принимающие различные значения.
Пусть переменная x принимает натуральные значения из интервала от 0 до 10 . Тогда выражения x 2 - 1 есть выражение с переменной, а x - переменная в этом выражении.
В выражении может быть не одна, а несколько переменных. Например, при переменных x и y выражение x 3 · y + y 2 2 - 1 представляет собой выражение с двумя переменными.
Вообще буквенные выражения и выражения с переменными позволяют посмотреть на задачу вне контекста конкретных чисел, то есть более широко. Они широко используются в математическом анализе для формулировок и доказательств.
Внешний вид буквенного выражения не позволяет узнать, являются входящие в него буквы переменными, или нет. Для этого нужно знать условия конкретной задачи, описываемой выражением. Вне контекста ничто не мешает считать входящие в выражение буквы переменными. Таким образом, разница между понятиями "буквенное выражение" и "выражение с переменными" нивелируется.
Если вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter
На этом уроке вы рассмотрите тему «Числовые выражения. Сравнение числовых выражений». Данное занятие познакомит вас с определением числовых выражений. Вы узнаете, что числовые выражения можно прочитать. Также вы научитесь находить их значение и сравнивать. Несколько практических примеров помогут закрепить вам изученный материал.
Урок: Числовые выражения. Сравнение числовых выражений
Посмотрите на данные выражения и постарайтесь найти среди них лишнее.
20 + а
с + 7
6 + 8
15 - (10 + 2)
18 > 9
Лишней является запись 18 > 9 (18 больше 9). Как вы думаете почему?
Правильный ответ: потому что только в ней использован знак сравнения. Во всех остальных использованы знаки действия.
Записанные выражения можно разделить на две группы:
Буквенные выражения Числовые выражения
20 + a 6 + 8
c + 7 15 - (10 + 2)
Буквенные выражения - это выражения, в которых используются буквы латинского алфавита.
Числовые выражения - числа, соединенные знаками действия. Числовые выражения можно прочитать.
6 + 8 …(сумма 6 и 8)
15 - (10 + 2)…(из 15 вычесть сумму 10 и 2)
Найдем значения выражений:
15 - (10 + 2) = …
Сначала выполняем действие, записанное в скобках. К 10 прибавляем 2.
10 + 2 = 12
Теперь нужно из 15 вычесть 12.
15 - 12 = 3
15 - (10 + 2) = 3
Теперь выполним задание:
Мы повторили, что значит найти значение числового выражения.
Теперь мы должны научиться сравнивать числовые выражения. Сравнить числовое выражение - найти значение каждого из выражений и их сравнить.
Давайте сравним значения двух выражений. Для этого найдем значения каждого из них.
|
15 - 7 < 6 + 3 |
Теперь сравним значения еще двух выражений:
|
3. Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» (). Сделай дома Решите числовые выражения: а) 20 +14 б) 56 - 22 в) 47 - 22 Сравните выражения: а) 33 - 12 и 25 + 7 б) 45 - 5 и 19 + 21 в) 23 + 5 и 12 + 6 |
Одним из понятий алгебры 7 класса являются числовые выражения. Они используются для решения задач. Что собой представляют числовые выражения и как их использовать?
Определение понятия
Какое выражение является числовым в алгебре? Так обозначают запись, составленную из цифр, скобок и знаков вычитания, умножения, деления, сложения.
Понятие числового выражения допустимо только в том случае, если запись несет смысловую нагрузку. К примеру, запись 4-) не является числовым выражением, так как она бессмысленна.
Примеры числовых выражений:
- 25х13;
- 32-4+8;
- 12х(25-5).
Характеристики понятия
Числовое выражение имеет несколько свойств, которые используются в решении примеров и задач. Рассмотрим эти свойства подробнее. Для этого возьмем такой пример – 45+21-(6х2).
Значение
Так как числовое выражение содержит знаки различных арифметических действий, их можно выполнить и получить в результате какое-то число. Оно называется значением числового выражения. Как производится вычисление значений числового выражения? Оно соответствует правилам выполнения арифметических действий:
- в выражениях без скобок выполняют действия, начиная с высших ступеней – умножение, деление, сложение, вычитание;
- если имеется несколько одинаковых действий, их выполняют слева направо;
- если есть скобки, сначала выполняют действия в них;
- при вычислении дробей сначала выполняют действия в числителе и знаменателе, а затем числитель делят на знаменатель.
Применим эти правила к нашему примеру.
- Сначала найдем значение в скобках: 6х2=12.
- Затем произведем сложение: 45+21=66.
- Последним действием найдем разность: 66-12=54.
Итак, число 54 будет являться значением выражения 45+21-(6х2).
Для того, чтобы правильно прочитать числовое выражение нужно определить, какое действие будет являться последним в подсчетах. В выражении 45+21-(6х2) последним действием было вычитание. Соответственно, называть это выражение нужно “разность”. Если бы вместо знака “-” стоял знак “+”, выражение называли бы суммой.
Если у выражения невозможно произвести подсчет значения, его называют не имеющим смысла. Например, смысла не имеет такое выражение: 12:(4-4). В скобках разность равна нулю. А по правилам математики на нуль делить нельзя. Значит, найти значение выражения невозможно.
Равенство
Так называют запись, в которой два числовых выражения разделены знаком “=”. Например, 45+21-(6х2)=66-12. Обе части записи равны числу 54, а значит, они равны друг другу. Такое равенство называют верным.
Если же написать 45+21-(6х2)=35+12, это равенство будет неверным. В левой части равенства значение выражения равно 54, а в правой – 57. эти числа не равны друг другу, значит, и равенство неверное.
Пример задачи
Для того, чтобы лучше понять тему, рассмотрим пример решения задачи. Как решить задачу числовым выражением?
Дано: две машины выезжают из одного пункта в другой. Они поедут по разным дорогам. Одной машине предстоит проехать 35 км., а другой – 42 км. Первая машина едет со скоростью 70 км/ч, а вторая – 84 км/ч Окажутся ли они в конечном пункте в одно и то же время?
Решение: нужно составить два числовых выражения, чтобы найти время в пути у каждой машины. Если они окажутся одинаковыми, значит, машины придут в конечный пункт одновременно. Для того, чтобы найти время, нужно расстояние разделить на скорость. 35 км:70 км/ч=0,5 ч. 42 км:84 км/ч=0,5 ч.
Итак, обе машины приехали в конечный пункт через полчаса.
Что мы узнали?
Из темы по алгебре, изучаемой в 7 классе, мы узнали, что числовое выражение – это запись из цифр и знаков арифметических действий. С помощью числовых выражений можно решать задачи. Если последним действием в числовом выражении было вычитание, то его называют “разность”. Если вместо знака “-” стоит знак “+”, выражение называется суммой.
Формула
Сложение, вычитание, умножение, деление - арифметические действия (или арифметические операции ). Этим арифметическим действиям соответствуют знаки арифметических действий:
+ (читаем "плюс ") - знак операции сложения,
- (читаем "минус ") - знак операции вычитания,
∙ (читаем "умножить ") - знак операции умножения,
: (читаем "разделить ") - знак операции деления.
Запись, состоящая из чисел, связанных между собой знаками арифметических действий, называется числовым выражением. В числовом выражении могут присутствовать также скобки Например, запись 1290 : 2 - (3 + 20 ∙ 15) является числовым выражением.
Результат выполнения действий над числами в числовом выражении называется значением числового выражения . Выполнение этих действий называется вычислением значения числового выражения. Перед записью значения числового выражения ставят знак равенства «=». В таблице 1 приведены примеры числовых выражений и их значений.
Запись, состоящая из чисел и малых букв латинского алфавита, связанных между собой знаками арифметических действий называется буквенным выражением . В этой записи могут присутствовать скобки. Например, запись a + b - 3 ∙ c является буквенным выражением. Вместо букв в буквенное выражение можно подставлять различные числа. При этом значение букв может изменяться, поэтому буквы в буквенном выражении называют еще переменными .
Подставив в буквенное выражение числа вместо букв и вычислив значение получившегося числового выражения, находят значение буквенного выражения при данных значениях букв (при данных значениях переменных). В таблице 2 приведены примеры буквенных выражений.
Буквенное выражение может не иметь значения, если при подстановке значений букв получается числовое выражение, значение которого для натуральных чисел не может быть найдено. Такое числовое выражение называется некорректным для натуральных чисел. Говорят также, что значение такого выражения «не определено» для натуральных чисел, а само выражение «не имеет смысла» . Например, буквенное выражение a - b не имеет значения при a = 10 и b = 17. Действительно, для натуральных чисел, уменьшаемое не может быть меньше вычитаемого. Например, имея всего 10 яблок (a = 10), нельзя отдать из них 17 (b = 17)!
В таблице 2 (колонка 2) приведён пример буквенного выражения. По аналогии заполните таблицу полностью.
Для натуральных чисел выражение 10 -17 некорректно (не имеет смысла) , т.е. разность 10 -17 не может быть выражена натуральным числом. Другой пример: на ноль делить нельзя, поэтому для любого натурального числа b, частное b: 0 не определено.
Математические законы, свойства, некоторые правила и соотношения часто записывают в буквенном виде (т.е. в виде буквенного выражения). В этих случаях буквенное выражение называют формулой . Например, если стороны семиугольника равны a, b, c, d, e, f, g , то формула (буквенное выражение) для вычисления его периметра p имеет вид:
p = a + b + c + d + e + f + g
При a = 1, b = 2, c = 4, d = 5, e = 5, f = 7, g = 9, периметр семиугольника p = a + b + c + d + e + f + g = 1 + 2 + 4 + 5 +5 + 7 + 9 = 33.
При a = 12, b = 5, c = 20, d = 35, e = 4, f = 40, g = 18, периметр другого семиугольника p = a + b + c + d + e + f + g = 12 + 5 + 20 + 35 + 4 + 40 + 18 = 134.
Блок 1. Словарь
Составьте словарь новых терминов и определений из параграфа. Для этого в пустые клетки впишите слова из списка терминов, приведенного ниже. В таблице (в конце блока) укажите номера терминов в соответствии с номерами рамок. Рекомендуется перед заполнением клеток словаря еще раз внимательно просмотреть параграф.
- Операции: сложение, вычитание, умножение, деление.
2.Знаки «+» (плюс), «-» (минус), «∙» (умножить, «: » (разделить).
3.Запись, состоящая из чисел, которые связанны между собой знаками арифметических действий и в которой могут присутствовать также скобки.
4.Результат выполнения действий над числами в числовом выражении.
5. Знак, стоящий перед значением числового выражения.
6. Запись, состоящая из чисел и малых букв латинского алфавита, связанных между собой знаками арифметических действий (могут присутствовать также скобки).
7. Общее название букв в буквенном выражении.
8. Значение числового выражения, которое получается при подстановке переменных.в буквенное выражение.
9.Числовое выражение, значение которого для натуральных чисел не может быть найдено.
10. Числовое выражение, значение которого для натуральных чисел может быть найдено.
11. Математические законы, свойства, некоторые правила и соотношения, записанные в буквенном виде.
12. Алфавит, малые буквы которого используются для записи буквенных выражений.
Блок 2. Установите соответствие
Установите соответствие между заданием в левой колонке и решением в правой. Ответ запишите в виде: 1а, 2г, 3б…
Блок 3. Фасетный тест. Числовые и буквенные выражения
Фасетные тесты заменяют сборники задач по математике, но выгодно отличаются от них тем, что их можно решать на компьютере, проверять решения и сразу узнавать результат работы. В этом тесте содержится 70 задач. Но решать задачи можно по выбору, для этого есть оценочная таблица, где указаны простые задачи и посложнее. Ниже приведён тест.
- Дан треугольник со сторонами c, d, m, выраженными в см
- Дан четырехугольник со сторонами b, c, d, m , выраженными в м
- Скорость автомобиля в км/ч равна b, время движения в часах равно d
- Расстояние, которое преодолел турист за m часов, составляет с км
- Расстояние, которое преодолел турист, двигаясь со скоростью m км/ч, составляет b км
- Сумма двух чисел больше второго числа на 15
- Разность меньше уменьшаемого на 7
- Пассажирский лайнер имеет две палубы с одинаковым количеством пассажирских мест. В каждом из рядов палубы m мест, рядов на палубе на n больше, чем мест в ряду
- Пете m лет Маше n лет, а Кате на k лет меньше, чем Пете и Маше вместе
- m = 8, n = 10, k = 5
- m = 6, n = 8, k = 15
- t = 121, x = 1458
- Значение данного выражения
- Буквенное выражение для периметра имеет вид
- Периметр, выраженный в сантиметрах
- Формула пути s, пройденного автомобилем
- Формула скорости v, движения туриста
- Формула времени t, движения туриста
- Путь, пройденный автомобилем в километрах
- Скорость туриста в километрах в час
- Время движения туриста в часах
- Первое число равно…
- Вычитаемое равно….
- Выражение для наибольшего количества пассажиров, которое может перевезти лайнер за k рейсов
- Наибольшее количество пассажиров, которое может перевезти лайнер за k рейсов
- Буквенное выражение для возраста Кати
- Возраст Кати
- Координата точки В, если координата точки С равна t
- Координата точки D, если координата точки С равна t
- Координата точки А, если координата точки С равна t
- Длина отрезка BD на числовом луче
- Длина отрезка CА на числовом луче
- Длина отрезка DА на числовом луче
Выражения представляют собой основу математики. Понятие это достаточно широко. Большая часть того, с чем приходится иметь дело в математике – и примеры, и уравнения, и даже дроби – являются выражениями. Отличительной особенностью выражения является наличие математических действий. Оно обозначаются определенными знаками (умножения, деления, вычитания или сложения). Последовательность выполнения математических действий при необходимости корректируется скобками. Выполнить математические действия – значит найти значение выражения.
Что не является выражением
Не всякую математическую запись можно отнести к числу выражений.Равенства не являются выражениями. Присутствуют при этом в равенстве математические действия или нет, не имеет значения. Например, a=5 – это равенство, а не выражение, но и 8+6*2=20 тоже нельзя считать выражением, хотя в нем и присутствуют умножение и сложение. Этот пример тоже принадлежит к категории равенств.Понятия выражения и равенства не являются взаимоисключающими, первое входят в состав второго. Знак равенства соединяет два выражения:5+7=24:2Можно это равенство упростить:
5+7=12Выражение всегда предполагает, что представленные в нем математические действия могут быть выполнены. 9+:-7 – это не выражение, хотя здесь есть знаки математических действий, ведь выполнить эти действия невозможно.Существуют и такие математические примеры, которые формально являются выражениями, но не имеют смысла. Пример такого выражения:
46:(5-2-3)Число 46 необходимо разделить на результат действий в скобках, а он равен нулю. На нуль же делить нельзя, такое действие в математике считается запретным.