师:同学们,大家好!今天我们一起学习初中数学北师大版八年级上册第二章第一节《认识无理数》第二课时。请同学们准备好草稿纸和计算器,下面开始我们今天的学习。首先,复习回顾。同学们,我们学过不计其数的数,概括起来,在小学阶段和七年级都学过哪些数呢?在小学时,我们学过自然数、小数还有分数。在七年级时,我们发现这些数不够用了,进而引入了负数,这样我们把数的范围扩充到有理数的范围。那么有理数包括哪些数呢?
生:有理数包括整数和分数,整数分为正整数、负整数和0,比如 -1、0、23都是整数。分数包括正分数和负分数,比如 -1/3,20/5,9/11都是分数。
师:上节课我们学习了一些数,如a2 = 2、b2 = 5中的a、b既不是整数,也不是分数,那么它们究竟是多少呢?下面我们继续以正方形为例来探究这些数。探究一:面积为2的正方形的边长a是多少呢?
如图,三个正方形的边长之间有怎样的大小关系?
生:观察图形,我们发现面积为2的正方形的边长比1大,但是比2小,因此三个正方形边长大小关系为1 < a < 2。
师:2. 边长a的整数部分是几?十分位、百分位、千分位呢?同学们可以借助计算器进行探索。
生:从上面的图形我们发现a大于1,小于2,所以a的整数部分是1。接下来借助计算器探索a的小数部分。小明将他的探索过程整理如下,我的结果和他类似。观察这个表格,左边是边长a的取值范围,右边是面积S的计算结果。当a大于1小于2时,面积S在1和4之间。当a大于1.4小于1.5时,面积S在1.96和2.25之间,此时a的十分位应该取4。当a大于1.41小于1.42时,面积S在1.9881和2.0164之间,此时a的百分位应该取1。当a大于1.414小于1.415时,面积S在1.999396和2.0025之间,此时千分位应该取4。当千分位取4的时候,得到的面积S为1.999396,比2要小,说明还应该有万分位。表格的最后一行,当万分位为2时,S比2小,当万分位为3时,S比2要大,说明万分位后面还有小数位数,因此a还可以再继续算下去。
师:既然a可以继续算下去,那么a可能是有限小数吗?同学们可以继续探索。事实上,a = 1.41421356……,它是一个无限不循环小数。接下来请大家用上面的方法估计面积为5的正方形的边长b的值,结果精确到0.1,并用计算器验证你的估计。精确到0.1,我们要先保留两位小数,再四舍五入。
生:通过计算,我们发现2.232 = 4.9729,2.242 = 5.0176,而5.0176大于5,我们要对2.23保留一位小数,所以b约等于2.2。
师:如果结果精确到0.01,同学们继续用计算器进行探索。
生:通过计算,我们发现2.2362 = 4.999696,2.2372 = 5.004169,而5.004169比5要大,所以我们对2.236保留两位小数,所以b约等于2.24。事实上,如果我们继续算下去,b = 2.236067978……,它是一个无限不循环小数。
师:下面我们来研究一下有理数的特点。试着把下列个数表示成小数,你发现了什么?3,4/5,5/9, -8/45,2/11。
生:通过计算,我们发现,3 = 3.0,4/5 = 0.8,5/9 = 0.55……(5循环), -8/45 = -0.177……(7循环),2/11 = 0.1818……(18循环)。从计算结果我们发现,这些数表示成小数时,小数的位数是有限的或者是无限循环的。
师:如果把一个有理数化成小数,最终此小数的形式有几种情况呢?像第一问出现的几个数都是有理数,同学们也可以自己写几个有理数,把它化成小数的形式。
生:最后我们发现有理数表示成小数时,有有限小数或无限循环小数两种形式。
师:事实上,有理数总可以用有限小数或无限循环小数来表示,反过来,有限小数和无限循环小数也都是有理数。像前面出现的a和b都是无限不循环小数,我们把无限不循环小数称为无理数。除了像上面所述的数a、b是无理数外,圆周率π = 3.14159265……也是一个无限不循环小数,因此它也是无理数。再如0.5858858885……(相邻两个5之间8的个数逐次加1)也是无理数。
根据无理数的概念,无理数也是小数,我们可以从小数的观点来理解无理数。首先小数位数是无限的,并且它是不循环小数,两者缺一不可。下面我们来总结一下常见的无理数的几种类型。
生:根据无理数的概念,常见的无理数的几种类型有:一般的无限不循环小数,如1.41421356……后面小数无限不循环;有规律但不循环的数,如1.1010010001……(相邻两个1之间0的个数逐次加1);某些含有π的数,如2π。
师:下面请同学们思考,你还能找到其他的无理数吗?请举例说明。
生:如π - 3,0.9898898889……(相邻两个9之间8的个数逐次加1)。
师:到这里,相信同学们对无理数有了一定的认识,下面我们来比较一下有理数和无理数的区别。
无理数是无限不循环小数,有理数是有限小数或无限循环小数。
有理数可以化为分数,无理数不能化为分数。
了解了有理数和无理数的区别,同学们能准确地区分有理数和无理数吗?下面我们来看一个例题。
例1:下列各数中哪些是有理数,哪些是无理数?3.14, -4/3,0.5757……(57循环),0.1010001000001……(相邻两个1之间0的个数逐次加2)。
生:第一个数3.14是一个有限小数;第二个数 -4/3是一个分数;第三个数0.5757……(57循环)是一个无限循环小数,它们都是有理数。即有理数有3.14, -4/3,0.5757……(57循环),而第四个数是一个无限不循环小数,它是无理数。
师:例2:判断题
有限小数是有理数。
生:因为有理数可以表示成有限小数或无限循环小数,所以这种说法是正确的。
师:2. 无限小数都是无理数。
生:因为无限小数包括无限循环小数和无限不循环小数,而无限循环小数是有理数,所以这种说法是错误的。
师:3. 无理数都是无限小数。
生:根据无理数的定义可知,无理数是无限不循环小数,所以这种说法是正确的。
师:4. 有理数都是有限小数。
生:因为无限循环小数也是有理数,所以这种说法是错误的。
师:例3:已知直角三角形的两直角边长分别是4和5,则这个直角三角形的斜边长度
A. 在4和5之间
B. 在5和6之间
C. 在6和7之间
D. 在7和8之间
生:在直角三角形中,根据勾股定理,斜边的平方等于42 + 52 = 16 + 25 = 41,而62 = 36,72 = 49。41在36和49之间,所以斜边的长度在6和7之间,选择C选项。
师:接下来我们通过练习来巩固一下所学的知识点。
练习1:下列各数中哪些是有理数,哪些是无理数?0.458,3.77……(7循环), -π, -1/7,18,π + 2。
生:第一个数0.458是有限小数;第二个数3.77……(7循环)是无限循环小数;第四个数 -1/7是分数;第五个数18是整数。它们都是有理数,所以有理数有0.458,3.77……(7循环), -1/7,18。而第三个和第六个数是一些由π组成的数,它们都是无理数,所以无理数有 -π,π + 2。
师:练习2:把下列个数填在相应的括号内。π/2, -| -3|, -1/3,0,22/7, -3.11……(1循环),1.1010010001……(两个1之间依次多一个0)。
生:第一个数虽然是分数形式,但分子含有π,所以它是无理数;第二个计算结果是 -3,它是整数;第三个数是分数;第四个0是整数;第五个22/7是分数;第六个 -3.11……(1循环),它可以表示成分数形式,所以它是分数;最后一个是无限不循环小数,所以它是无理数。
师:从练习题中我们巩固了常见的几种无理数的类型,相信同学们一定能准确地分辨一个数是有理数还是无理数。在实际生活中,有时我们也能遇到无理数。某小区有一块长为8米、宽为4米的长方形草坪,计划在草坪面积相同的情况下,把它改造成一个正方形。如果改造后的正方形草坪的边长为x米,求正方形的边长精确到0.1。
生:本题中计算正方形的边长,可以从正方形的面积入手。改造前和改造后的面积相同,所以正方形草坪的面积就是原来长方形草坪的面积,是32。解,根据题意得,x2 = 8×4,即x2 = 32。因为找不到一个有理数的平方为32,所以x是无理数。下面我们来求这个无理数大致在什么范围内。因为52 < 32 < 62,精确到0.1要先计算到两位小数,而5.62 = 31.36,5.72 = 32.49,32在31.36和32.49之间。计算到百分位,我们发现5.652 < 32 < 5.662,因此我们对5.65保留一位小数,所以x约等于5.7。
答:正方形的边长约为5.7米。
师:以上就是本节课的主要内容。通过本节课的学习,你有哪些收获?
生:本节课我们主要学习了无理数的概念,无限不循环小数是无理数。常见的无理数类型有一般的无限不循环小数,某些特定的不循环小数,一些含有π的数。我们还学习了有理数和无理数的区别。无理数是无限不循环小数,而有理数是有限小数或无限循环小数。有理数可以化为分数,但无理数不能化为分数。我们在识别无理数的时候,关键是看它能不能写成无限不循环小数。
师:请看今天的作业。必做题:课本25页习题2.2第一、二、三个小题。选做题:阅读课本24页“读一读”。课后自己搜集一些关于无理数的数学故事。本节课到此结束。同学们,再见!
