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負數(shù)
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負數(shù)(Negative)是一個數(shù)學概念,是在正數(shù)前加上符號“—’’(負)的數(shù)。

負數(shù)比0小,負數(shù)與正數(shù)是具有意義相反的量。如—2,代表的就是2的相反數(shù)。一個負數(shù)是其絕對值的相反數(shù),兩個負數(shù)比較大小,絕對值大的反而小。數(shù)軸線上,負數(shù)都在0的左側。在戰(zhàn)國晚期,中國古人用算籌的不同顏色來計算正負數(shù),最早記載負數(shù)的是中國古代的數(shù)學著作《九章算術》,魏晉時期的數(shù)學家劉徽在算籌運算中規(guī)定"正算赤,負算黑",用紅色算籌表示正數(shù),黑色的表示負數(shù)。

負數(shù)廣泛應用于溫度、樓層、海拔、水位、盈利、增產/減產、支出/收入、得分/扣分等方面。

簡介

負數(shù)都比零小,則負數(shù)都比正數(shù)小。零既不是正數(shù),也不是負數(shù)。

負數(shù)中沒有最小的數(shù),也沒有最大的數(shù)。

去除負數(shù)前的負號等于這個負數(shù)的絕對值

如-2、-5.33、-45等:-2的絕對值為2,-5.33的絕對值為5.33,-45的絕對值為45等。

分數(shù)也可做負數(shù),如:

負數(shù)的平方根用虛數(shù)單位“i”表示。例如,-1的平方根為i。(實數(shù)范圍內負數(shù)沒有平方根)

最大的負整數(shù)為:-1

沒有最小的負數(shù)。

例題1

我們在小學學過自然數(shù);一個物體也沒有,就用0來表示,測量和計算有時不能得到整數(shù)的結果,這就要用分數(shù)和小數(shù)表示。同學們還見過其他種類的數(shù)嗎?

有兩個溫度計,溫度計液面指在0以上第6刻度,它表示的溫度是6℃,那么溫度計液面指在0以下第6刻度,這時的溫度如何表示呢?

提示:如果還用6℃來表示,那么就無法區(qū)分是零上6℃還是零下6℃,因此我們就引入一種新數(shù)——負數(shù)。

參考答案:記作-6℃。

說明:我們?yōu)榱藚^(qū)分零上6℃與零下6℃這一組具有相反意義的量,因而引入了負數(shù)的概念。

例題2

下面我們再看一個例子,從中國地形圖上可以看到,有一座世界最高峰—珠穆朗瑪峰,圖上標著8844M;

還有一個吐魯番盆地,圖上標著-155M。你能說出它們的高度各是多少嗎?

提示:

中國地形圖上可以看到,上述兩處都標有它們的高度的數(shù),圖上標的數(shù)表示的高度是相對海平面說的,

通常稱為海拔高度。8844表示珠穆朗比海平面高8844米,-155表示吐魯番盆地比海平面低155米。

參考答案:珠穆朗瑪峰的高度是海拔8844米;吐魯番盆地的高度是海拔155米。

說明:這個例子也說明了我們?yōu)榱藢嶋H需要引入負數(shù),是為了區(qū)分海平面以上與海平面以下高度,它們也表示具有相反意義的量。

由來

人們在生活中經常會遇到各種相反意義的量。比如,在記賬時有余有虧;在計算糧倉存米時,有時要記進糧食,有時要記出糧食。為了方便,人們就考慮了相反意義的數(shù)來表示。于是人們引入了正負數(shù)這個概念,把余錢進糧食記為正,把虧錢、出糧食記為負??梢娬摂?shù)是生產實踐中產生的。

據(jù)史料記載,早在兩千多年前,中國就有了正負數(shù)的概念,掌握了正負數(shù)的運算法則。人們計算的時候用一些小竹棍擺出各種數(shù)字來進行計算。比如,356擺成|||,3056擺成等等。這些小竹棍叫做“算籌”,算籌也可以用骨頭和象牙來制作。

中國三國的學者劉徽在建立負數(shù)的概念上有重大貢獻。劉徽首先給出了正負數(shù)的定義,他說:“今兩算得失相反,要令正負以名之?!币馑际钦f,在計算過程中遇到具有相反意義的量,要用正數(shù)和負數(shù)來區(qū)分它們。

劉徽第一次給出了正負區(qū)分正負數(shù)的方法。他說:“正算赤,負算黑;否則以斜正為異”意思是說,用紅色的小棍擺出的數(shù)表示正數(shù),用黑色的小棍擺出的數(shù)表示負數(shù);也可以用斜擺的小棍表示負數(shù),用正擺的小棍表示正數(shù)。

中國古代著名的數(shù)學專著《九章算術》(成書于公元一世紀)中,最早提出了正負數(shù)加減法的法則:“正負數(shù)曰:同名相除,異名相益,正無入負之,負無入正之;其異名相除,同名相益,正無入正之,負無入負之?!边@里的“名”就是“號”,“除”就是“減”,“相益”、“相除”就是兩數(shù)的絕對值“相加”、“相減”,“無”就是“零”。

正負數(shù)的加減法則是:同符號兩數(shù)相減,等于其絕對值相減,異號兩數(shù)相減,等于其絕對值相加。零減正數(shù)得負數(shù),零減負數(shù)得正數(shù)。異號兩數(shù)相加,等于其絕對值相減,同號兩數(shù)相加,等于其絕對值相加。零加正數(shù)等于正數(shù),零加負數(shù)等于負數(shù)。”

這段關于正負數(shù)的運算法則的敘述是完全正確的,負數(shù)的引入是中國數(shù)學家杰出的貢獻之一。

用不同顏色的數(shù)表示正負數(shù)的習慣,用紅色表示負數(shù),報紙上登載某國經濟上出現(xiàn)赤字,表明支出大于收入,財政上入不敷出。

負數(shù)是正數(shù)的相反數(shù)。在實際生活中,我們經常用正數(shù)和負數(shù)來表示意義相反的兩個量。夏天武漢市氣溫高達42°C,你會想到武漢的確像火爐,冬天哈爾濱市氣溫-32°C一個負號讓你感到北方冬天的寒冷。

在現(xiàn)今的中小學教材中,負數(shù)的引入,是通過算術運算的方法引入的:只需以一個較小的數(shù)減去一個較大的數(shù),便可以得到一個負數(shù)。這種引入方法可以在某種特殊的問題情景中給出負數(shù)的直觀理解。而在古代數(shù)學中,負數(shù)常常是在代數(shù)方程的求解過程中產生的。對古代巴比倫代數(shù)研究發(fā)現(xiàn),巴比倫人在解方程中沒有提出負數(shù)根的概念,即不用或未能發(fā)現(xiàn)負數(shù)根的概念。3世紀的希臘學者丟番圖的著作中,也只給出了方程的正根。然而,在中國的傳統(tǒng)數(shù)學中,已較早形成負數(shù)和相關的運算法則。

除《九章算術》定義有關正負運算方法外,東漢末年劉烘(公元206年)、宋代楊輝(1261年)也論及了正負數(shù)加減法則,都與九章算術所說的完全一致。特別值得一提的是,元代朱世杰除了明確給出了正負數(shù)同號異號的加減法則外,還給出了關于正負數(shù)的乘除法則。他在算法啟蒙中,負數(shù)在國外得到認識和被承認,較之中國要晚得多。在印度,數(shù)學家婆羅摩笈[jí]多于公元628年才認識負數(shù)可以是二次方程的根。而在歐洲14世紀最有成就的法國數(shù)學家丘凱把負數(shù)說成是荒謬的數(shù)。直到十七世紀荷蘭人日拉爾(1629年)才首先認識和使用負數(shù)解決幾何問題。

與中國古代數(shù)學家不同,西方數(shù)學家更多的是研究負數(shù)存在的合理性。16、17世紀歐洲大多數(shù)數(shù)學家不承認負數(shù)是數(shù)。帕斯卡認為從0減去4是純粹的胡說。帕斯卡的朋友阿潤德提出一個有趣的說法來反對負數(shù),他說,那么較小的數(shù)與較大的數(shù)的比怎么能等于較大的數(shù)與較小的數(shù)比呢?直到1712年,連戈特弗里德·萊布尼茨也承認這種說法合理。英國數(shù)學家瓦里士承認負數(shù),同時認為負數(shù)小于零而大于無窮大(1655年)。他對此解釋到:因為時,英國著名代數(shù)學家德·摩根 在1831年仍認為負數(shù)是虛構的。他用以下的例子說明這一點:“父親56歲,其子29歲。問何時父親年齡將是兒子的二倍?”他列方程,并解得。他稱此解是荒唐的。當然,歐洲18世紀排斥負數(shù)的人已經不多了。隨著19世紀整數(shù)理論基礎的建立,負數(shù)在邏輯上的合理性才真正建立。

中國人很早就開始使用負數(shù),著名的中國古代數(shù)學著作《九章算術》的“方程”一章,在世界數(shù)學史上首次正式引入負數(shù)及其加減運算法則,并給出名為“正負術”的算法。魏晉時期的數(shù)學家劉徽在其著作《九章算術注》中用不同顏色的算籌(小棍形狀的計數(shù)工具)分別表示正數(shù)和負數(shù)(紅色為正,黑色為負。橫為十,豎為個)

“正負術”是正負術加減法則。其中有一段話是“同名相除,異名相益,正無入負之,負無入正之?!逼鋵嵥褪羌訙p法則,以現(xiàn)代算式為例,可以將這段話解釋如下:

“同名相除”,即同號兩數(shù)相減時,括號前為被減數(shù)的符號,括號內為被減數(shù)的絕對值減去減數(shù)的絕對值。例如:

“異名相益”,即異號兩數(shù)相減時,括號前為被減數(shù)的符號,括號內為被減數(shù)的絕對值加上減數(shù)的絕對值。例如:

“正無入負之,負無入正之”,即0減正為負,0減負得正。例如:

史料證明:追溯到兩百多年前,中國人已經開始使用負數(shù),并應用到生產和生活中。例如,在古代商業(yè)活動中,收入為正,支出為負;以盈余為正,虧欠為負。在古代農業(yè)活動中,以增產為正,減產為負。中國人使用負數(shù)在世界上是首創(chuàng)。

應用

負數(shù)可以廣泛應用于溫度、樓層、海拔、水位、盈利、增產/減產、支出/收入、得分/扣分等等的這些方面中。現(xiàn)小學六年級學。(初一也有學)。

計算法則

+

負數(shù)+正數(shù)=符號取絕對值較大的加數(shù)的符號,數(shù)值取“用較大的絕對值減去較小的絕對值”的所得值

,再按負數(shù)加正數(shù)的方法算

異號兩數(shù)相減,等于其絕對值相加

×

÷

總得來說,就是同號相除等于正數(shù),異號相除等于負數(shù)。

參考資料 >

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神禾原戰(zhàn)國秦陵園考古研究有新發(fā)現(xiàn).新華網(wǎng)陜西頻道.2024-01-24

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教育教學 ‖ 趣味數(shù)學第78課:負數(shù)那點事兒.微信公眾平臺.2024-01-25

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