Этот урок пройдём через историю переезда: семья переезжает в новый дом. Лифт, квадратный стол и термометр на балконе познакомят нас с «семьёй» чисел: натуральные, целые, рациональные и иррациональные числа, модуль (как расстояние) и среднее арифметическое.
≈ 45 минутГлав: 5Заданий ДИМ: 5материал 6–9 классовСемья переезжает в новый дом. Машина стоит на самом нижнем уровне подземной парковки. Перед зданием стеклянный лифт, на его кнопках уровни подписаны так: −2, −1, 0, 1, 2, 3, 4. Здесь 0 — уровень входа в здание, а отрицательные числа — уровни парковки под землёй.
Коробки погружены в кабину, лифт должен подняться с уровня −2 на уровень 4, где находится квартира. Высота каждого уровня — 3 м. На сколько метров поднимется кабина?
Лифт поднимается с уровня −2 на уровень 4; каждый уровень — 3 м.Сначала предположиКак ты думаешь, на сколько метров поднимется кабина? Выбери ответ — посчитаем вместе в 3-й главе.
Глава 1Посмотри на числа на кнопках лифта. Числа 1, 2, 3, …, которыми мы пользуемся при счёте, — натуральные (множество N). Натуральные числа, противоположные им числа (−1, −2, −3, …) и 0 вместе образуют множество целых чисел (Z). Уровни парковки −1 и −2 — целые числа, но не натуральные.
ОпределениеЧисло, которое можно записать в виде m/n, где m — целое, n — натуральное, называется рациональным. Множество рациональных чисел обозначают Q. Каждое целое число рационально: −5 = −5/1.
Чтобы перевести обыкновенную дробь в десятичную, делим числитель на знаменатель. Возможны два случая: деление заканчивается (3/4 = 0,75 — конечная десятичная дробь) или остатки начинают повторяться и цифры периодически повторяются (1/3 = 0,333… = 0,(3), 49/30 = 1,6333… = 1,6(3) — периодическая десятичная дробь, период пишут в скобках).
ТеоремаКаждое рациональное число записывается конечной или периодической десятичной дробью. Обратно, каждая конечная и каждая периодическая десятичная дробь — рациональное число.
Значит, периодическая дробь, хоть и бесконечна, — рациональное число: её всегда можно перевести в обыкновенную дробь. Для этого умножаем дробь на такие степени 10, чтобы периоды после запятой совпали, и вычитаем равенства.
Пример 1Переведите периодические дроби 1,(6) и 1,6(3) в обыкновенные.
У чисел 10x и x одинаковые части после запятой (0,666…), при вычитании период исчезает.
В обоих числах после запятой остаётся один и тот же период: 0,333…
Запишите периодическую дробь 2,(7) в виде обыкновенной дроби (например, как 7/3).
x = 2,(7), 10x = 27,(7); 9x = 25.
Проверь себяСколько целых чисел среди чисел −3,5; 0; 7; −12; 2/3; 4,(1)?
0 — тоже целое число.
Глава 2Первым делом в квартире поставили стол в комнате рядом с кухней. Стол квадратный, его сторона 1 м. Мама хочет положить на стол декоративную ленту от одного угла до противоположного — по диагонали. У неё есть 1,4 м ленты.
Какова длина диагонали и хватит ли этой ленты? Рулетка показывает примерно 1,414 м, но она измеряет лишь с точностью до миллиметра. Можно ли записать диагональ точной десятичной дробью?
Сторона квадратного стола 1 м, диагональ неизвестна; на столе лента длиной 1,4 м.Две стороны стола и диагональ образуют прямоугольный треугольник. По теореме Пифагора d² = 1² + 1² = 2, т. е. d = √2. Ищем число, квадрат которого равен 2. Доказано, что такого рационального числа нет: √2 нельзя записать обыкновенной дробью, его десятичная запись 1,41421356… бесконечна и непериодична.
ОпределениеЧисло, которое записывается бесконечной непериодической десятичной дробью, называется иррациональным: √2, √3, π = 3,14159…. Рациональные и иррациональные числа вместе образуют множество действительных чисел (R).
N ⊂ Z ⊂ Q ⊂ R; иррациональные числа — часть R, не входящая в Q.Как распознать иррациональное число?1) Если натуральное n не является точным квадратом, то √n иррационально; если является — корень целый: √9 = 3, √16 = 4.2) Сумма и разность рационального и иррационального чисел иррациональны; произведение ненулевого рационального числа на иррациональное иррационально: 2 + √3, −√2, 3√5.3) Знак корня ещё не означает иррациональность: √0,25 = 0,5, √(4/9) = 2/3 — рациональные числа.
Иррациональное число нельзя точно записать десятичной дробью, но его можно оценить между двумя десятичными дробями. Для положительных чисел p < q ⇔ p² < q², поэтому из p² < n < q² следует p < √n < q.
ИсторияОценим диагональ стола: 1,4² = 1,96 < 2 < 2,25 = 1,5², значит 1,4 < √2 < 1,5. Точнее: 1,41² = 1,9881 < 2 < 2,0164 = 1,42², т. е. 1,41 < √2 < 1,42. Лента немного короче √2 — не хватает! Мама покупает в магазине 1,5 м ленты: так как √2 < 1,5, этой ленты хватит, лишнее отрежут.
Пример 2Между какими двумя соседними десятыми долями (дробями с одним знаком после запятой) находится √5?
Вместо извлечения корня сравниваем квадраты — это работает без калькулятора.
Какая часть чисел в таблице иррациональна?
Таблица: 1-я строка — π, √3, √9, 1,6(3), −√2; 2-я строка — 1,(6), 3√5, −5, 3/4, 6.
Рисунок меняется вместе с шагами.A) 0,5B) 0,6C) 0,8D) 0,7E) 0,49 — точный квадрат. Смотрим не на знак корня, а на значение корня.
Периодическая десятичная дробь всегда переводится в обыкновенную (глава 1).
Вопрос «какая часть» спрашивает отношение количества иррациональных чисел к количеству всех чисел.
Из 10 чисел таблицы четыре — π, √3, −√2, 3√5 — иррациональные. Значит, иррациональна 4/10 = 0,4 часть чисел таблицы.Источник: пояснение ДИМ (перевод с азербайджанского) — 09.03.2025, выпускной экзамен (PDF)Проверь себя
Сколько иррациональных чисел среди чисел π; √16; 0,(5); √7; −2,5; 2√3; √0,04?
√16 = 4, √0,04 = 0,2, 0,(5) = 5/9 — рациональны.
Проверь себяМежду какими двумя последовательными натуральными числами находится √40? Запишите меньшее из них.
6² = 36, 7² = 49.
Глава 3Каждое действительное число изображается точкой на координатной прямой, и наоборот, каждой точке прямой соответствует действительное число. Кнопки лифта — это, по сути, вертикальная координатная прямая: 0 — вход, вверху положительные, внизу отрицательные уровни.
ОпределениеМодуль (абсолютная величина) числа a определяется так: при a ≥ 0 |a| = a, при a < 0 |a| = −a. Геометрический смысл: |a| — расстояние на координатной прямой от точки a до 0.
Внимание: когда a отрицательно, −a положительно. Например, |−7| = −(−7) = 7. Модуль никогда не бывает отрицательным. А расстояние между двумя точками — это модуль разности:
Расстояние между точками a и b на прямойρ(a; b) = |a − b| = |b − a|
Расстояние между −2 и 4 равно 6: 4 − (−2) = 4 + 2.ИсторияТеперь вернёмся к вопросу о лифте. Кабина поднимается с уровня −2 на уровень 4: |4 − (−2)| = 4 + 2 = 6 уровней. Каждый уровень — 3 м, поэтому кабина поднимается на 6 · 3 = 18 м. Ответ 4 − 2 = 2 → 6 м неверен: в нём потерян знак минус. А 4 · 3 = 12 м отсчитывает от 0 и забывает про уровни парковки.
В лаборатории двигай точки a и b: красный отрезок показывает расстояние между ними, а полоски внизу — расстояние от каждой до 0. Обрати внимание, что происходит, когда точки по разные стороны от 0.
Лаборатория · модуль — расстояние на прямойa (кабина)-2b (квартира)4Свойства модуля|a| ≥ 0, равенство только при a = 0;|−a| = |a|, |a·b| = |a|·|b|;√(a²) = |a|, |a|² = a² — например, √((−3)²) = 3.
Пример 3Найдите значение выражения 20x² − 4|x| + 1 при x = −0,3.
x отрицательно, поэтому |x| = −x = 0,3.
Квадрат отрицательного числа положителен; не забывай скобки.
Найдите значение выражения x² − 3|x| + |x − 1| при x = −2.
|−2| = 2, |−2 − 1| = 3.
Глава 4Чтобы снять знак модуля, сначала нужно определить знак выражения под модулем. Это главный шаг в заданиях ДИМ.
ПравилоЕсли выражение неотрицательно, знак модуля просто снимаем: A ≥ 0 ⇒ |A| = A. Если выражение отрицательно, снимаем модуль и ставим перед выражением минус: A < 0 ⇒ |A| = −A.
Пример 4Найдите значение выражения |√10 − 3| + |√10 − 4|.
Чтобы определить знак, достаточно сравнить √10 с целыми числами.
Геометрический смысл: сумма расстояний от точки √10 до 3 и до 4 равна длине отрезка от 3 до 4, потому что точка лежит между ними.
Если p ≤ x ≤ q, то |x − p| + |x − q| = q − p.
Так спрашивают на экзаменеДИМ · 01.06.2025Вычислите значение выражения |√5 − 2,3| + |√5 − 2,2|.
Рисунок меняется вместе с шагами.A) 4,5B) 0,8C) 2√5D) 4,5 − 2√5E) 0,1Чтобы сравнить положительные числа, достаточно сравнить их квадраты.
По полезному следствию: точка √5 лежит между 2,2 и 2,3, сумма расстояний 2,3 − 2,2 = 0,1. Вариант D (4,5 − 2√5) получается, если раскрыть модули без проверки знака.
Так как √5 < 2,3 и √5 > 2,2, то |√5 − 2,3| + |√5 − 2,2| = −√5 + 2,3 + √5 − 2,2 = 0,1Источник: пояснение ДИМ (перевод с азербайджанского) — 01.06.2025, I группа специальностей (PDF)Проверь себя
Найдите значение выражения |√3 − 2| + |√3 − 1|.
1 < √3 < 2.
Иногда знак выражения подсказывает само равенство в условии. Из определения модуля:
Знак из равенства|A| = A ⇔ A ≥ 0; |A| = −A ⇔ A ≤ 0
Пример 5Найдите значение выражения |x − 7| − |5 − x|, если |x − 5| + x = 5.
|A| = −A верно только при A ≤ 0.
Если для действительных чисел a, b выполняются условия |3a − 2| + 3a = 2 и |2b − 3| + 3 = 2b, упростите выражение (1 − a)/(|a − b| + |a − 1| − |1 − b|).
Рисунок меняется вместе с шагами.A) −2B) 1C) 2D) 0,5E) −0,2Правило: |A| = −A ⇔ A ≤ 0.
Правило: |A| = A ⇔ A ≥ 0.
Все три выражения a − b, a − 1 и 1 − b отрицательны, поэтому каждый модуль равен «противоположному» выражению.
Сокращать на ноль нельзя, поэтому проверяем, что 1 − a ≠ 0.
Из данных условий можно записать соотношения |3a − 2| = 2 − 3a, |2b − 3| = 2b − 3. Отсюда по определению модуля получаем, что 3a − 2 ≤ 0 и 2b − 3 ≥ 0, или a ≤ 2/3 и b ≥ 3/2. Учитывая последние соотношения в данном выражении, получим (1 − a)/(|a − b| + |a − 1| − |1 − b|) = (1 − a)/(b − a + 1 − a + 1 − b) = (1 − a)/(2 − 2a) = (1 − a)/(2(1 − a)) = 1/2.Источник: пояснение ДИМ (перевод с азербайджанского) — 12.07.2026, I группа специальностей (PDF)Проверь себя
Найдите значение выражения (|x − y| − |y − 1| + |1 − x|) / (1 − x), если |2y − 6| = 2y − 6 и |x − 1| = 1 − x (x ≠ 1).
y ≥ 3, x ≤ 1: числитель y − x − (y − 1) + 1 − x = 2 − 2x.
Глава 5В неделю после переезда ученик для школьного проекта каждое утро записывает показания термометра на балконе. Первые три дня: −6 °C, −2 °C, +1 °C. А запись четвёртого дня расплылась и не читается.
На сайте метеослужбы написано: средняя температура этих четырёх утр была −1 °C. Сколько градусов показывал термометр на четвёртое утро?
Термометр на балконе и записи за четыре дня; средняя температура −1 °C.ОпределениеОтношение суммы n чисел к их количеству называется средним арифметическим этих чисел:
x̄ = (x₁ + x₂ + … + xₙ) / n
В задачах полезнее всего обратная запись: сумма = количество · среднее, т. е. x₁ + x₂ + … + xₙ = n · x̄. Если известно среднее, сначала находим сумму, потом неизвестное число.
ИсторияСумма температур четырёх утр 4 · (−1) = −4. Сумма первых трёх утр −6 + (−2) + 1 = −7. Значит, на четвёртое утро термометр показывал −4 − (−7) = 3 °C — теплеет!
Сумма отклонений чисел от среднего всегда равна 0: среднее «уравновешивает» числа.Пример 6Среднее арифметическое шести чисел равно 5. После того как одно из них убрали, среднее оставшихся пяти чисел стало 4. Какое число убрали?
сумма = количество · среднее.
Если среднее арифметическое баллов, набранных учеником на олимпиаде по математике за первые три из 4 вопросов, равно 8, а за все четыре — 7, то сколько баллов он получил за четвёртый вопрос?
Если среднее 8, то сумма трёх чисел равна 3 · 8.
Проверка: (24 + 4) : 4 = 7. Среднее уменьшилось с 8 до 7, потому что четвёртый балл меньше 8.
Пусть баллы, набранные учеником, соответственно номерам вопросов равны x₁, x₂, x₃, x₄. По условию (x₁ + x₂ + x₃)/3 = 8 ⇒ x₁ + x₂ + x₃ = 24. С другой стороны, (x₁ + x₂ + x₃ + x₄)/4 = 7 ⇒ (24 + x₄)/4 = 7 ⇒ x₄ = 4.Источник: пояснение ДИМ (перевод с азербайджанского) — 02.03.2025, выпускной экзамен (PDF)Проверь себя
Среднее арифметическое 5 чисел равно 12, а среднее арифметическое четырёх из них — 10. Найдите пятое число.
5 · 12 − 4 · 10.
ПрактикумНайдите значение выражения 10x² − 5|x| + 3 при x = −0,4.
Открытое задание: запиши ответ сам.
Ответ и пояснение ДИМОтвет: 2,6.
10x² − 5|x| + 3 = 10·(−0,4)² − 5·|−0,4| + 3 … = 1,6 − 2 + 3 = 2,6.Источник: пояснение ДИМ (перевод с азербайджанского) — 09.03.2026, выпускной экзамен (PDF)Итоги
√9 = 3, √0,25 = 0,5 — рациональные числа. Корень иррационален, если под корнем не точный квадрат.
«Периодическая дробь бесконечна, значит, иррациональна»Периодическая дробь всегда переводится в обыкновенную: 1,(6) = 5/3. Иррациональное число — бесконечная и непериодическая дробь.
«|√5 − 2,3| = √5 − 2,3»√5 < 2,3, выражение отрицательно: |√5 − 2,3| = 2,3 − √5. Модуль никогда не бывает отрицательным.
«Между уровнями −2 и 4 всего 4 − 2 = 2 уровня»Расстояние — это модуль разности: |4 − (−2)| = 6. Вычесть отрицательное число — значит прибавить его модуль.
ИтогиЗадания расположены от простых к сложным. Сначала реши сам, потом выбери вариант; пояснение откроется после ответа.
1 · Уровень 1Какое число иррационально?
12 — не точный квадрат: √12 = 2√3. √16 = 4, 0,(3) = 1/3 — рациональны.
2 · Уровень 1Значение выражения |−8| − |3 − 5|:
|−8| = 8, |3 − 5| = |−2| = 2; 8 − 2 = 6.
3 · Уровень 2Какой обыкновенной дроби равна периодическая дробь 0,(45)?
x = 0,(45), 100x = 45,(45); 99x = 45, x = 45/99 = 5/11.
4 · Уровень 2Значение выражения |√11 − 3| + |√11 − 4|:
9 < 11 < 16, 3 < √11 < 4: √11 − 3 + 4 − √11 = 1.
5 · Уровень ДИМСредний балл 20 учеников класса равен 7. В класс пришли 5 новых учеников со средним баллом 8. Каков теперь средний балл класса?
(20 · 7 + 5 · 8) : 25 = (140 + 40) : 25 = 7,2.
6 · Уровень ДИМДля действительного a выполняются |a + 2| = a + 2 и |a − 1| = 1 − a. Значение выражения |a + 2| + |a − 1|:
a ≥ −2 и a ≤ 1: (a + 2) + (1 − a) = 3.
Экзаменационные задания и официальные пояснения — ДИМ (PDF на азербайджанском языке, в уроке — в переводе):
История, сцены, примеры, задания «Проверь себя» и «Самостоятельная работа» — наши, не из материалов ДИМ. Задания и пояснения ДИМ даны в переводе с азербайджанского; знак «…» обозначает пропущенную часть.