Bài 13. Tập hợp các số nguyên
Chào các em học sinh! Trong hai chương học trước, chúng ta đã làm việc hoàn toàn với thế giới của tập hợp các số tự nhiên Tập hợp số tự nhiên rất tuyệt vời để đếm số lượng bàn ghế, tính tuổi tác hay tính số tiền ta đang có.
Thế nhưng, thế giới thực tế phong phú hơn thế rất nhiều:
- Khi mùa đông về ở các vùng núi cao, nhiệt độ có thể hạ xuống dưới . Làm sao ghi lại nhiệt độ này?
- Khi đo đạc địa lý, đỉnh núi Fansipan cao hơn mặt biển hàng ngàn mét, nhưng đáy rãnh biển Mariana lại nằm sâu dưới mực nước biển.
- Trong kinh doanh, bên cạnh khoản tiền lãi (sinh lời), người ta còn phải ghi nhận các khoản tiền lỗ, tiền nợ.
- Trong các tòa nhà cao tầng, bên cạnh các tầng nổi (), còn có các tầng hầm nằm sâu dưới lòng đất.
Để giải quyết những bài toán đó, các nhà toán học đã mở rộng tập hợp số tự nhiên thành tập hợp các số nguyên Bài học hôm nay sẽ giúp các em làm quen với những người bạn số mới: số nguyên âm, cách biểu diễn chúng trên trục số và quy tắc so sánh số nguyên chuẩn xác nhất!
Khởi động — Thử thách tư duy thực tế (5–7 phút)
Hãy kiểm tra trực giác và tư duy số học của các em qua 3 câu hỏi trắc nghiệm ngắn sau:
A. Tóm tắt lý thuyết trọng tâm
1. Số nguyên âm, số nguyên dương và tập hợp số nguyên
a) Định nghĩa
- Các số được gọi là các số nguyên dương (chính là các số tự nhiên khác ). Đôi khi người ta viết thêm dấu cộng ở phía trước: nhưng thông thường dấu cộng được lược bỏ.
- Các số được gọi là các số nguyên âm (đọc là: âm một, âm hai, âm ba, âm bốn hoặc trừ một, trừ hai...).
- Số không phải là số nguyên dương, cũng không phải là số nguyên âm. Số đóng vai trò là ranh giới chuẩn (mốc mốc không).
- Tập hợp gồm các số nguyên âm, số và các số nguyên dương được gọi là tập hợp các số nguyên, ký hiệu là (chữ cái đầu của từ tiếng Đức Zahlen, nghĩa là "các con số"):
b) Mối quan hệ giữa tập hợp và
- Vì mọi số tự nhiên đều là số nguyên, nên tập hợp số tự nhiên là một tập con của tập hợp số nguyên:
Ghi nhớMọi số tự nhiên đều là số nguyên (). Tuy nhiên, các số nguyên âm chỉ thuộc mà không thuộc (ví dụ: nhưng ).
2. Biểu diễn số nguyên trên trục số
Để hình dung trực quan toàn bộ các số nguyên, ta dùng một đường thẳng gọi là trục số:
Đặc điểm của trục số nằm ngang:
- Gốc của trục số: Là điểm biểu diễn số (thường ký hiệu là điểm ).
- Chiều dương: Chiều từ trái sang phải (được chỉ định bằng mũi tên ở đầu bên phải).
- Chiều âm: Chiều ngược lại (từ phải sang trái).
- Vị trí các điểm:
- Các điểm biểu diễn số nguyên dương nằm bên phải điểm .
- Các điểm biểu diễn số nguyên âm nằm bên trái điểm .
- Các vạch chia trên trục số phải cách đều nhau một khoảng bằng độ dài đơn vị.
3. So sánh hai số nguyên
Quy tắc cốt lõi khi so sánh hai số nguyên dựa trên vị trí của chúng trên trục số nằm ngang:
Trên trục số nằm ngang, nếu điểm nằm bên trái điểm thì số nhỏ hơn số (viết là ), hay số lớn hơn số (viết là ).
Từ nguyên lý này, ta suy ra các quy tắc so sánh thực hành nhanh sau:
| Trường hợp | Quy tắc so sánh | Ví dụ minh họa |
|---|---|---|
| Số âm với số 0 | Mọi số nguyên âm đều nhỏ hơn | |
| Số dương với số 0 | Mọi số nguyên dương đều lớn hơn | |
| Số âm với số dương | Mọi số nguyên âm đều nhỏ hơn mọi số nguyên dương | |
| Hai số nguyên dương | So sánh như hai số tự nhiên đã học | vì ít đơn vị hơn |
| Hai số nguyên âm | Nếu bỏ dấu "" đi mà số nào lớn hơn thì số âm tương ứng lại nhỏ hơn: |
So sánh và : Vì nên |
Mẹo hayMẹo ghi nhớ trực quan cho hai số âm:
- Càng nằm xa gốc về bên trái thì giá trị càng bé (giống như nợ càng nhiều tiền thì càng nghèo).
- Số nguyên âm lớn nhất là (vì nó nằm sát ngay cạnh số về bên trái).
4. Bốn sai lầm kinh điển học sinh thường mắc phải
Lưu ý / Cảnh báoSai lầm 1: Cho rằng vì
- Thực tế: Với hai số âm, thứ tự bị đảo ngược hoàn toàn! Điểm nằm lùi sâu về bên trái điểm trên trục số, nên
Sai lầm 2: Nhầm lẫn số 0 là số nguyên dương
- Thực tế: Số là ranh giới trung lập. Số không phải số nguyên dương và cũng không phải số nguyên âm.
Sai lầm 3: Nhầm tưởng
- Thực tế: nhưng Tập chỉ bắt đầu từ
Sai lầm 4: Nhầm tưởng số âm càng nhiều chữ số thì càng lớn
- Thực tế: Ngược lại hoàn toàn, nhỏ hơn rất nhiều so với ().
B. Các dạng toán trọng tâm và phương pháp giải
Dạng 1. Nhận biết số nguyên; dùng ký hiệu với và
Phương pháp giải:
- Kiểm tra bản chất số:
- Các số : Là số nguyên dương và số tự nhiên ().
- Số : Là số tự nhiên và số nguyên ().
- Các số : Là số nguyên âm (, nhưng ).
- Mối quan hệ tập hợp:
Ví dụ mẫu 1
Điền ký hiệu thích hợp ( hoặc ) vào chỗ trống:
a) ;
b) ;
c) ;
d)
Lời giải:
a) là số tự nhiên, do đó
b) là số nguyên âm, thuộc tập hợp số nguyên:
c) là số nguyên âm, không phải số tự nhiên:
d) là số tự nhiên, mà mọi số tự nhiên đều là số nguyên nên
Luyện tập 1.1
Phân loại các số sau thành ba nhóm: số nguyên dương, số nguyên âm, số không phải số nguyên dương cũng không phải số nguyên âm:
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 1.1
- Các số nguyên dương:
- Các số nguyên âm:
- Số không phải số nguyên dương cũng không phải số nguyên âm: Số
Luyện tập 1.2
Trong các khẳng định sau, khẳng định nào đúng (), khẳng định nào sai ()?
a) ;
b) ;
c) ;
d) ;
e) ;
f)
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 1.2
- a) Sai (), vì số nguyên âm không thuộc (sửa đúng: ).
- b) Đúng (), vì là số tự nhiên nên cũng là số nguyên ().
- c) Sai (), vì số là một phần tử của (sửa đúng: ).
- d) Đúng (), vì là số nguyên âm nên
- e) Sai (), vì là số nguyên âm nên
- f) Đúng (), vì là số tự nhiên.
Luyện tập 1.3
Hãy viết các số thỏa mãn yêu cầu sau:
a) Số nguyên âm nhỏ nhất có một chữ số;
b) Số nguyên âm lớn nhất có hai chữ số;
c) Số nguyên âm nhỏ nhất có bốn chữ số đôi một khác nhau;
d) Số nguyên âm lớn nhất có bốn chữ số đôi một khác nhau.
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 1.3
- a) Số nguyên âm có một chữ số gồm: Số nhỏ nhất (nằm xa gốc nhất về bên trái) là
- b) Số nguyên âm có hai chữ số gồm: Số lớn nhất (gần gốc nhất) là
- c) Để số nguyên âm là nhỏ nhất, giá trị tuyệt đối (bỏ dấu "") phải lớn nhất có thể. Bốn chữ số đôi một khác nhau lớn nhất là Vậy số cần tìm là
- d) Để số nguyên âm là lớn nhất, giá trị tuyệt đối (bỏ dấu "") phải nhỏ nhất có thể. Bốn chữ số đôi một khác nhau nhỏ nhất tạo thành số là Vậy số cần tìm là
Dạng 2. Biểu diễn số nguyên trên trục số và đọc tọa độ điểm
Phương pháp giải:
- Biểu diễn: Vẽ đường thẳng nằm ngang, chấm điểm mốc , chọn đoạn đơn vị thích hợp.
- Điểm dương : Đếm đơn vị sang bên phải điểm .
- Điểm âm : Đếm đơn vị sang bên trái điểm .
- Đọc số: Xác định điểm đó nằm bên trái hay bên phải điểm , đếm số vạch khoảng cách tới .
Ví dụ mẫu 2
Viết tập hợp các số nguyên có điểm biểu diễn nằm giữa hai điểm và trên trục số (không kể hai điểm đó).
Lời giải: Quan sát trục số, các số nguyên nằm giữa điểm và điểm gồm các số nguyên âm nằm bên phải , số và các số nguyên dương nằm bên trái :
Tập hợp trên có tất cả phần tử.
Luyện tập 2.1
Vẽ một trục số nằm ngang với độ dài đơn vị và biểu diễn các số sau trên trục số:
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 2.1
- Cách vẽ:
- Vẽ đường thẳng nằm ngang có mũi tên chỉ sang phải.
- Lấy điểm ở giữa trục số.
- Lấy thước kẻ chia các vạch cách nhau .
- Từ điểm dịch sang trái lần lượt đánh dấu các điểm biểu diễn số
- Từ điểm dịch sang phải lần lượt đánh dấu các điểm biểu diễn số
Luyện tập 2.2
Cho trục số sau với các vạch chia cách đều nhau:
Hãy xác định các điểm tương ứng với các số nguyên nào.
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 2.2
Từ gốc , mỗi khoảng cách giữa hai vạch liên tiếp biểu thị đơn vị:
- Điểm cách năm vạch về bên trái, nên biểu diễn số
- Điểm cách hai vạch về bên trái, nên biểu diễn số
- Điểm cách một vạch về bên phải, nên biểu diễn số
- Điểm cách bốn vạch về bên phải, nên biểu diễn số
Vậy:
Dạng 3. So sánh hai số nguyên
Phương pháp giải:
- Xét dấu:
- Số âm luôn nhỏ hơn ().
- Số dương luôn lớn hơn ().
- Số âm luôn nhỏ hơn số dương ().
- Cùng dấu dương: So sánh như các số tự nhiên.
- Cùng dấu âm: Bỏ dấu trừ, so sánh phần số tự nhiên:(Số nào trông càng "lớn" thì khi gắn dấu trừ lại càng nhỏ).
Ví dụ mẫu 3
So sánh các cặp số nguyên sau:
a) và ;
b) và ;
c) và
Lời giải:
a) và là hai số nguyên dương, so sánh bình thường:
b) Ta có , theo quy tắc so sánh hai số nguyên âm, số đối của chúng sẽ đảo chiều so sánh: (Trên trục số, điểm nằm gần số hơn, ở bên phải điểm ).
c) là số nguyên dương, là số nguyên âm. Mọi số dương đều lớn hơn mọi số âm, do đó
Luyện tập 3.1
Điền dấu thích hợp () vào chỗ chấm:
a) ;
b) ;
c) ;
d) ;
e)
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 3.1
- a) (số âm luôn nhỏ hơn số dương).
- b) (vì nên ).
- c) (số luôn lớn hơn mọi số nguyên âm).
- d) (số âm nhỏ hơn số dương).
- e)
Luyện tập 3.2
So sánh các cặp số sau:
a) và ;
b) và ;
c) và ;
d) và
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 3.2
- a) Vì nên
- b) Vì nên
- c) là số âm, là số dương nên
- d) Số lớn hơn mọi số âm nên
Luyện tập 3.3
Không cần vẽ trục số, hãy giải thích cặn kẽ vì sao
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 3.3
Cách 1 (Quy tắc số học):
Hai số và đều là các số nguyên âm.
Bỏ dấu trừ của cả hai số, ta so sánh phần dương:
Theo quy tắc so sánh hai số nguyên âm, số có phần dương lớn hơn thì số âm tương ứng sẽ nhỏ hơn, do đó:
Cách 2 (Trực quan vị trí):
Trên trục số, điểm biểu diễn số cách điểm gốc là khoảng đơn vị về bên trái, nằm xa gốc hơn và ở bên trái của điểm . Do điểm nằm bên trái luôn nhỏ hơn điểm nằm bên phải nên
Dạng 4. Tìm số nguyên thỏa mãn điều kiện và sắp xếp thứ tự
Phương pháp giải:
- Tìm thỏa mãn: Xác định kỹ các mốc hai đầu.
- Dấu hoặc : Không lấy giá trị tại mốc.
- Dấu hoặc : Có lấy giá trị tại mốc.
- Sắp xếp tăng dần: Số âm nhỏ nhất số âm lớn hơn số dương nhỏ số dương lớn.
- Sắp xếp giảm dần: Số dương lớn nhất số dương nhỏ hơn số âm gần số âm xa .
Luyện tập 4.1
Tìm tất cả các số nguyên thỏa mãn:
a) ;
b) ;
c) ;
d)
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 4.1
- a) Vì dấu là ở cả hai đầu nên lấy cả và :
- b) Vì dấu là ở cả hai đầu nên không lấy và :
- c) Có lấy mốc , không lấy mốc :
- d) Không lấy mốc , có lấy mốc :
Luyện tập 4.2
a) Sắp xếp các số sau theo thứ tự tăng dần:
b) Sắp xếp các số sau theo thứ tự giảm dần:
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 4.2
a) Thứ tự tăng dần (từ bé đến lớn):
- Nhóm số âm:
- Số :
- Nhóm số dương:
- Kết quả:
b) Thứ tự giảm dần (từ lớn đến bé):
- Nhóm số dương:
- Số :
- Nhóm số âm:
- Kết quả:
Dạng 5. Ứng dụng số nguyên trong đời sống thực tế
Phương pháp giải: Các đại lượng mang tính đối lập, hai chiều ngược nhau thường được quy ước:
- Chiều thuận/tăng/trên chuẩn: Dùng số dương ().
- Chiều nghịch/giảm/dưới chuẩn: Dùng số âm ().
| Đại lượng thực tế | Quy ước chiều dương () | Quy ước chiều âm () |
|---|---|---|
| Nhiệt độ | Trên (ấm áp) | Dưới (giá rét, đông đá) |
| Độ cao địa lý | Trên mực nước biển (đỉnh núi, cao nguyên) | Dưới mực nước biển (đáy biển, vực sâu) |
| Tài chính / Ngân hàng | Tiền có, tiền lãi, tiền gửi tiết kiệm | Tiền nợ, tiền lỗ, tiền thâm hụt |
| Kiến trúc công trình | Tầng nổi trên mặt đất () | Tầng hầm ngầm dưới đất () |
| Thời gian lịch sử | Sau Công nguyên () | Trước Công nguyên () |
Luyện tập 5.1
Dùng số nguyên âm hoặc số nguyên dương thích hợp để diễn tả các tình huống sau:
a) Nhiệt độ tại một trạm nghiên cứu ở Nam Cực đo được là độ C dưới .
b) Một tàu khảo sát đại dương đang lặn ở độ sâu dưới mực nước biển.
c) Đỉnh núi Fansipan có độ cao trên mực nước biển.
d) Một công ty bị thâm hụt ngân sách triệu đồng trong quý vừa qua.
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 5.1
- a) Nhiệt độ là
- b) Độ cao của tàu khảo sát là
- c) Độ cao của đỉnh Fansipan là (hoặc ).
- d) Ngân sách công ty thay đổi triệu đồng.
Luyện tập 5.2
Nhiệt độ đo được lúc 6 giờ sáng mùa đông tại bốn thủ đô như sau:
- Luân Đôn: ;
- Berlin: ;
- Tokyo: ;
- Ottawa: .
Thành phố nào lạnh nhất? Thành phố nào ấm nhất? Sắp xếp bốn thành phố theo thứ tự nhiệt độ tăng dần.
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 5.2
So sánh nhiệt độ của 4 thành phố:
- Nhiệt độ thấp nhất là (Ottawa) Ottawa lạnh nhất.
- Nhiệt độ cao nhất là (Tokyo) Tokyo ấm nhất.
- Thứ tự nhiệt độ tăng dần của 4 thành phố là: Ottawa, Berlin, Luân Đôn, Tokyo.
Luyện tập 5.3
Nhà toán học cổ đại Euclid sinh vào khoảng năm (năm 325 trước Công nguyên). Nhà bác học Thales sinh vào khoảng năm (năm 624 trước Công nguyên). Hỏi nhà bác học nào sinh ra trước?
Xem lời giải chi tiết Luyện tập 5.3
Ta so sánh hai năm sinh: và
Vì nên:
Năm có giá trị số nhỏ hơn biểu thị thời điểm diễn ra sớm hơn trong lịch sử. Do đó, năm diễn ra trước năm .
Vậy nhà bác học Thales sinh ra trước nhà toán học Euclid.
C. Phiếu bài tập tự luyện (Độc bản 100%)
Bài 1. Phân loại số
Cho các số sau:
Trong các số trên, hãy chỉ ra:
a) Các số nguyên dương;
b) Các số nguyên âm;
c) Số không thuộc cả hai nhóm trên.
Xem lời giải chi tiết Bài 1
- a) Số nguyên dương:
- b) Số nguyên âm:
- c) Số không thuộc cả hai nhóm:
Bài 2. Sử dụng ký hiệu
Điền ký hiệu thích hợp ( hoặc ) vào chỗ chấm:
a) ;
b) ;
c) ;
d) ;
e) ;
f)
Xem lời giải chi tiết Bài 2
- a)
- b)
- c)
- d)
- e)
- f)
Bài 3. Đọc điểm trên trục số
Cho trục số sau với khoảng cách mỗi vạch chia là đơn vị:
a) Hãy viết tọa độ của các điểm
b) Trong bốn điểm trên, điểm nào nằm xa gốc nhất? Điểm nào nằm gần gốc nhất?
Xem lời giải chi tiết Bài 3
a) Đếm vạch từ gốc :
- lùi về bên trái đơn vị
- lùi về bên trái đơn vị
- tiến về bên phải đơn vị
- tiến về bên phải đơn vị
b) Khoảng cách tới gốc :
- Điểm cách là đơn vị.
- Điểm cách là đơn vị.
- Điểm cách là đơn vị.
- Điểm cách là đơn vị.
Vậy điểm nằm xa gốc nhất ( đơn vị) và điểm nằm gần gốc nhất ( đơn vị).
Bài 4. Vẽ và biểu diễn số
Vẽ một trục số nằm ngang từ đến và biểu diễn các số nguyên sau trên trục số:
Xem lời giải chi tiết Bài 4
- Vẽ đường thẳng nằm ngang có mũi tên định hướng sang phải.
- Lấy điểm ở chính giữa làm gốc .
- Chia vạch đều nhau mỗi vạch :
- Phía bên trái gốc : Đánh dấu các vạch Tại vạch và , chấm tròn đậm và ghi rõ số và
- Phía bên phải gốc : Đánh dấu các vạch Tại vạch và , chấm tròn đậm và ghi rõ số và
Bài 5. Điền dấu so sánh
Điền dấu thích hợp () vào ô trống:
a) ;
b) ;
c) ;
d) ;
e) ;
f)
Xem lời giải chi tiết Bài 5
- a) (âm nhỏ hơn dương).
- b) (vì ).
- c) (0 luôn lớn hơn số âm).
- d) (vì ).
- e) (dương luôn lớn hơn âm).
- f)
Bài 6. Sắp xếp dãy số
a) Sắp xếp các số sau theo thứ tự tăng dần:
b) Sắp xếp các số sau theo thứ tự giảm dần:
Xem lời giải chi tiết Bài 6
a) Sắp xếp tăng dần:
Dãy số viết lại:
b) Sắp xếp giảm dần:
Dãy số viết lại:
Bài 7. Tìm số nguyên
Tìm tất cả các số nguyên thỏa mãn:
a) ;
b) ;
c)
Xem lời giải chi tiết Bài 7
- a) Các số nguyên lớn hơn và nhỏ hơn :
- b) Các số nguyên từ đến :
- c) Các số nguyên từ đến dưới :
Bài 8. Đánh giá tính đúng / sai
Xét tính Đúng () hoặc Sai () của mỗi phát biểu sau. Nếu sai, hãy giải thích và sửa lại cho đúng:
a) Vì nên
b) Số là số nguyên dương nhỏ nhất.
c)
d) Mọi số nguyên âm đều nhỏ hơn mọi số nguyên dương.
e) Không có số nguyên âm nào lớn hơn
Xem lời giải chi tiết Bài 8
- a) Sai. Vì nên theo quy tắc so sánh số nguyên âm, (số âm có phần tự nhiên lớn hơn thì lại nhỏ hơn).
- b) Sai. Số không phải là số nguyên dương. Số nguyên dương nhỏ nhất là số
- c) Sai. (sửa đúng: ).
- d) Đúng. Vì mọi số âm mọi số dương.
- e) Đúng. Vì là số nguyên âm lớn nhất, các số nguyên âm khác đều nằm bên trái trên trục số.
Bài 9. Bài toán thực tế về nhiệt độ
Tại 5 trạm quan trắc trên các đỉnh núi cao, nhiệt độ ghi nhận được vào đêm giao thừa lần lượt là:
- Mẫu Sơn: ;
- Fansipan: ;
- Bạch Mã: ;
- Bà Nà: ;
- Tây Côn Lĩnh: .
a) Hãy sắp xếp 5 đỉnh núi theo thứ tự nhiệt độ từ thấp đến cao.
b) Đỉnh núi nào ghi nhận nhiệt độ lạnh nhất?
c) Những đỉnh núi nào có nhiệt độ xảy ra hiện tượng đóng băng (nhiệt độ dưới )?
Xem lời giải chi tiết Bài 9
a) So sánh 5 nhiệt độ:
Thứ tự nhiệt độ từ thấp đến cao là: Fansipan, Mẫu Sơn, Tây Côn Lĩnh, Bạch Mã, Bà Nà.
b) Đỉnh núi lạnh nhất là Fansipan ().
c) Các đỉnh núi có nhiệt độ dưới (số nguyên âm) là: Fansipan (), Mẫu Sơn () và Tây Côn Lĩnh ().
Bài 10. Tìm các số nguyên đặc biệt
Tìm các số nguyên thỏa mãn mô tả sau, sau đó sắp xếp chúng theo thứ tự tăng dần:
a) Số nguyên âm lớn nhất;
b) Số nguyên dương nhỏ nhất;
c) Số nguyên âm lớn nhất có ba chữ số;
d) Số nguyên âm nhỏ nhất có ba chữ số.
Xem lời giải chi tiết Bài 10
- a) Số nguyên âm lớn nhất là:
- b) Số nguyên dương nhỏ nhất là:
- c) Tập hợp số nguyên âm có 3 chữ số là từ đến . Số lớn nhất (gần nhất) là:
- d) Số nhỏ nhất có 3 chữ số (xa nhất) là:
Bốn số tìm được là:
Sắp xếp theo thứ tự tăng dần:
D. Đề kiểm tra cơ bản 15 phút
Phần 1. Trắc nghiệm khách quan (4 điểm)
Phần 2. Tự luận (6 điểm)
Câu 1 (1.5 điểm)
Điền ký hiệu hoặc thích hợp vào ô trống:
a) ;
b) ;
c)
Câu 2 (1.5 điểm)
Sắp xếp dãy số sau theo thứ tự giảm dần:
Câu 3 (1.5 điểm)
Tìm tất cả các số nguyên thỏa mãn:
Câu 4 (1.5 điểm)
Không dùng máy tính hay vẽ hình, hãy giải thích tại sao:
Đáp án và Barem điểm chi tiết
Xem đáp án tự luận và thang điểm chi tiết
Câu 1 (1.5 điểm):
- a) (0.5 điểm)
- b) (0.5 điểm)
- c) (0.5 điểm)
Câu 2 (1.5 điểm):
- Nhóm số dương:
- Số :
- Nhóm số âm:
- Sắp xếp giảm dần: (1.5 điểm)
Câu 3 (1.5 điểm):
- Vì nên không lấy giá trị và có lấy giá trị
- Các số nguyên thỏa mãn là: (1.5 điểm)
Câu 4 (1.5 điểm):
- Ta có
- Vì và đều là các số nguyên âm, theo quy tắc so sánh hai số nguyên âm, số nào có phần số tự nhiên nhỏ hơn thì số nguyên âm tương ứng sẽ lớn hơn.
- Do đó: (Trên trục số, điểm nằm sát ngay bên trái điểm , còn điểm nằm rất xa về bên trái). (1.5 điểm)
E. Bài tập nâng cao và phát triển tư duy
Bài nâng cao 1. Đối xứng trục số
Tìm số tự nhiên , biết rằng có đúng số nguyên nằm giữa hai điểm và trên trục số (không kể hai điểm đó).
Xem lời giải chi tiết Bài nâng cao 1
Phân tích & Lời giải:
Trên trục số, các số nguyên nằm giữa và (với ) bao gồm:
- Số ở chính giữa.
- Các số nguyên dương: (gồm số).
- Các số nguyên âm: (gồm số).
Tổng số lượng các số nguyên nằm giữa và là:
Theo đề bài, có đúng số nguyên, do đó:
Thử lại:
Giữa và có các số từ đến :
- Số âm: số (từ đến ).
- Số : số.
- Số dương: số (từ đến ).
- Tổng cộng: số (thỏa mãn đề bài).
Kết luận: Số tự nhiên cần tìm là
Bài nâng cao 2. Điền chữ số thích hợp
Tìm chữ số thích hợp thay cho dấu để được khẳng định đúng (mỗi dấu là một chữ số từ đến ):
a) ;
b) ;
c) ;
d)
Xem lời giải chi tiết Bài nâng cao 2
a) :
Hai số cùng có chữ số hàng chục là . Để , chữ số hàng đơn vị phải thỏa mãn .
Vì là chữ số nên
(Các số tương ứng là và ).b) :
Hai số cùng là số nguyên âm có hai chữ số, tận cùng là .
Để , theo quy tắc so sánh hai số âm thì phần số tự nhiên phải nhỏ hơn:
Vì là số có hai chữ số nên chữ số hàng chục
Do nên , suy ra
(Số đó là , và ).c) :
Bỏ dấu trừ, bất đẳng thức đảo chiều:
Hai số cùng có hàng trăm là và hàng đơn vị là .
Để thì chữ số hàng chục phải nhỏ hơn , tức là
Vì là chữ số nên
(Số đó là , và ).d) :
Bỏ dấu trừ, đổi chiều so sánh:
Chữ số nằm giữa và duy nhất là , do đó
(Số đó là , và ).
Bài nâng cao 3. So sánh tổng quát với tham số
Cho và là hai số nguyên dương thỏa mãn
Hãy sắp xếp năm số sau theo thứ tự tăng dần và giải thích:
Xem lời giải chi tiết Bài nâng cao 3
Chứng minh:
- So sánh nhóm số dương:
Theo giả thiết, và là các số nguyên dương và , tức là - So sánh nhóm số âm:
Vì , lấy số đối cả hai vế thì chiều bất đẳng thức đảo ngược: - Kết hợp:
Mọi số nguyên âm đều nhỏ hơn và nhỏ hơn mọi số nguyên dương, ghép nối các bất đẳng thức trên:
Ví dụ số minh họa:
Chọn và (rõ ràng ):
Ta có thứ tự tăng dần:
Bài nâng cao 4. Đếm số phần tử trong khoảng đối xứng
a) Có bao nhiêu số nguyên thỏa mãn ?
b) Trong các số đó, có bao nhiêu số nguyên âm, bao nhiêu số nguyên dương?
Xem lời giải chi tiết Bài nâng cao 4
Lời giải: a) Tập hợp các số nguyên thỏa mãn là:
Công thức tính số phần tử của dãy số nguyên cách đều đơn vị:
b) Phân loại cấu trúc tập hợp :
- Nhóm số nguyên âm: Gồm các số từ đến , có:
- Số : Có đúng số.
- Nhóm số nguyên dương: Gồm các số từ đến , có:
Tổng cộng: số (khớp hoàn toàn với câu a).
Bài nâng cao 5. Bài toán logic xếp hạng điểm số
Trong một cuộc thi kiến thức mini, mỗi câu trả lời đúng được cộng điểm, trả lời sai bị trừ điểm. Kết thúc vòng thi, ban tổ chức ghi nhận điểm số của 4 bạn: An, Bình, Cường và Dũng.
Biết rằng:
- Bạn An có số điểm cao hơn bạn Bình;
- Bạn Cường có số điểm thấp hơn bạn Bình;
- Bạn Dũng có số điểm cao hơn bạn An;
- Điểm số của bạn Bình bằng .
a) Bạn nào chắc chắn có điểm là số nguyên âm?
b) Hãy sắp xếp tên 4 bạn theo thứ tự điểm số từ thấp đến cao.
c) Giả sử bạn Én tham gia cuộc thi và có số điểm đúng bằng số đối của điểm bạn Dũng. Hãy xác định vị trí điểm số của bạn Én trên bảng xếp hạng so với các bạn còn lại.
Xem lời giải chi tiết Bài nâng cao 5
Lời giải:
Ký hiệu điểm số của mỗi bạn bằng chữ cái đầu tên:
Theo giả thiết:
- Điểm của Bình:
- An cao hơn Bình: ( là số nguyên dương).
- Cường thấp hơn Bình: ( là số nguyên âm).
- Dũng cao hơn An: ( là số nguyên dương lớn hơn ).
a) Bạn có điểm âm:
Vì nên bạn Cường chắc chắn có điểm là số nguyên âm.
b) Thứ tự điểm từ thấp đến cao:
Kết hợp các so sánh trên:
Thứ tự điểm tăng dần là: Cường < Bình < An < Dũng.
c) Vị trí điểm của bạn Én:
Điểm của Én bằng số đối của điểm Dũng:
Vì là số nguyên dương cao nhất (), nên số đối của nó là một số nguyên âm rất bé:
Đặc biệt, nếu có giá trị tuyệt đối lớn hơn hoặc bằng các số còn lại, điểm sẽ nằm ở vị trí thấp hơn .
Nếu lớn hơn điểm dương của các bạn, thì sẽ nằm lùi về cực bên trái trục số (tùy thuộc vào việc so sánh cụ thể giữa và ). Nhưng chắc chắn là một số nguyên âm ().
4. Bảng tổng kết ghi nhớ bài học
- Tập hợp Z: Bao gồm số nguyên âm, số và số nguyên dương.
- Mối quan hệ: Số là trung lập (không âm, không dương).
- Trục số: Điểm nằm bên trái luôn nhỏ hơn điểm nằm bên phải.
- Quy tắc so sánh:
•
• Với hai số âm: Số nào có phần tự nhiên lớn hơn thì lại nhỏ hơn. - Số đặc biệt: Số nguyên âm lớn nhất là ; số nguyên dương nhỏ nhất là
Tự kiểm tra kiến thức
Các thẻ lấy từ nội dung bài học. Với câu điền khuyết, bấm vào dấu “…” để chọn cụm từ phù hợp; với thẻ nhớ lại, em tự đối chiếu và đánh giá.