Модуль действительного числа график функции. Модуль числа (абсолютная величина числа), определения, примеры, свойства

§ 1 Модуль действительного числа

В этом уроке изучим понятие «модуль» для любого действительного числа.

Выпишем свойства модуля действительного числа:

§ 2 Решение уравнений

Используя геометрический смысл модуля действительного числа, решим несколько уравнений.

Следовательно, уравнение имеет 2 корня: -1 и 3.

Таким образом, уравнение имеет 2 корня: -3 и 3.

На практике используют различные свойства модулей.

Рассмотрим это в примере 2:

Таким образом, в данном уроке Вы изучили понятие «модуль действительного числа», его основные свойства и геометрический смысл. А также решили несколько типовых задач на применение свойств и геометрического представления модуля действительного числа.

Список использованной литературы:

Мордкович А.Г. «Алгебра» 8 класс. В 2 ч. Ч.1. Учебник для общеобразовательных учреждений / А.Г. Мордкович. – 9-е изд., перераб. – М.: Мнемозина, 2007. – 215с.: ил.
Мордкович А.Г. «Алгебра» 8 класс. В 2 ч. Ч.2. Задачник для общеобразовательных учреждений / А.Г. Мордкович, Т.Н. Мишустина, Е.Е. Тульчинская.. – 8-е изд., – М.: Мнемозина, 2006. – 239с.
Алгебра. 8 класс. Контрольные работы для учащихся образовательных учреждений Л.А. Александрова под ред. А.Г. Мордковича 2-е изд., стер. - М.: Мнемозина, 2009. - 40с.
Алгебра. 8 класс. Самостоятельные работы для учащихся образовательных учреждений: к учебнику А.Г. Мордковича, Л.А. Александрова, под ред. А.Г. Мордковича, 9-е изд., стер. - М.: Мнемозина, 2013. - 112с.

В школе на уроке математики каждый год ученики разбирают новые темы. 6 класс обычно изучает модуль числа – это важное понятие в математике, работа с которым встречается далее в алгебре и высшей математики. Очень важно изначально правильно понять объяснение термина и разобраться в этой теме, чтобы успешно проходить прочие темы.

Для начала следует понимать, что абсолютная величина – это параметр в статистике (измеряется количественно), который характеризует изучаемое явление по его объему. При этом явление должно осуществляться в определенных временных рамках и с определенным месторасположением. Различают значения:

суммарные – подходят для группы единиц или полностью всей совокупности;
индивидуальные – подходят только для работы с единицей некой совокупности.

Понятия широко используются в статистических измерениях, результатом которых являются показатели, характеризующие абсолютные размеры у каждой единицы некоего явления. Измеряются они в двух показателях: натуральном, т.е. физические единицы (шт., люди) и условно-натуральном. Модуль в математике является отображением данных показателей.

Что такое модуль числа?

Важно! Данное определение «module» с латыни переводиться как «мера» и означает абсолютную величину любого натурального числа.

Но у данного понятия есть и геометрическое объяснение, поскольку модулю в геометрии равняется расстояние от начала системы координат до точки X, которое измеряется в привычных единицах измерения.

Для того, чтобы определить данный показатель у числа, следует не учитывать его знак (минус, плюс), но при этом следует помнить то, что он никогда не может быть отрицательным. Данное значение на бумаге выделяется графически в виде квадратных скобок — |a|. При этом, математическое определение такое:

|х| = х, если х больше или равен нулю и -х, если меньше нуля.

Английский ученый Р. Котес был тем человеком, кто впервые применил данное понятие в математических расчетах. А вот К. Вейерштрасс, математик из Германии, придумал и ввел в использование графический символ.

В геометрии module можно рассмотреть на примере координатной прямой, на которое нанесены 2 произвольные точки. Предположим, одна — А имеет значение 5, а вторая В - 6. При подробном изучении чертежа станет ясно, что расстояние от А до В – 5 единиц от нуля, т.е. начала координат, а точка В размещена от начала координат на 6 единиц. Можно сделать вывод, что module точки, А = 5, а точки В = 6. Графически это можно обозначить так: | 5 | = 5. Т. е. расстояние от точки до начала координат является модулем данной точки.

Полезное видео: что такое модуль действительного числа?

Свойства

Как у любого математического понятия, у module есть свои математические свойства:

Он всегда положительный, поэтому модулем положительного значения будет оно само, например, модуль числа 6 и -6 равен 6. Математически это свойство можно записать как |a| = a, при a> 0;
Показатели противоположных чисел равны между собой. Это свойство понятнее в геометрическом изложении, поскольку на прямой данные числа располагаются в разных местах, но при этом от начала отсчета их отделяет равное количество единиц. Математически это записывается так: |а| = |-а|;
Модуль нуля равен нулю, при условии, что действительное число – это ноль. Это свойство подтверждается тем фактом, что ноль является началом координат. Графически это записывают так: |0| = 0;
Если требуется найти модуль двух умножающихся цифр, стоит понимать, что он будет равен полученному произведению. Другими словами, произведение величин А и В = АВ, при условии, что они положительные или же отрицательные, и тогда произведение равняется -АВ. Графически это можно записать как |А*В| = |А| * |В|.

Успешное решение уравнений с модулем зависит от знания данных свойств, которое поможет любому правильно вычислять и работать с данным показателем.

Свойства модуля

Важно ! Показатель не может быть отрицательным, поскольку он определяет расстояние, которое всегда положительное.

В уравнениях

В случае работы и решения математических неравенств, в которых присутствует module, всегда необходимо помнить, что для получения итогового правильного результата следует раскрыть скобки, т.е. открыть знак module . Зачастую, в этом и есть смысл уравнения.

При этом стоит помнить, что:

если в квадратных скобках записано выражение, его необходимо решить: |А + 5| = А + 5, при А больше или равным нулю и 5-А, в случае А меньше нуля;
квадратные скобки чаще всего должны раскрываться независимо от значений переменной, например, если в скобках заключено выражение в квадрате, поскольку при раскрытии в любом случае будет положительное число.

Очень легко решаются уравнения с module путем занесения значений в систему координат, поскольку тогда легко увидеть визуально значения и их показатели.

Полезное видео: модуль действительного числа и его свойства

Вывод

Принцип понимания такого математического понятия, как module, крайне важен, поскольку оно используется в высшей математике и прочих науках, поэтому необходимо уметь работать с ним.

Вконтакте

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Цели и задачи урока Ввести определение модуля действительного числа, рассмотреть свойства и разъяснить геометрический смысл модуля; Ввести функцию y = |x | , показать правила построения ее графика; Научить разными способами решать уравнения, содержащие модуль; Развивать интерес к математике, самостоятельность, логическое мышление, математическую речь, прививать аккуратность и трудолюбие.

Определение. Например: |8|=8 ; | -8 | =-(-8)=8;

Свойства модуля

Геометрический смысл модуля Числовая прямая служит хорошим примером множества действительных чисел. Давайте отметим на числовой прямой две точки a и b и постараемся найти расстояние ρ(a ; b) между этими точками. Очевидно что это расстояние равно b-a , если b>a Если поменять местами, то есть a > b , расстояние будет равно a - b . Если a = b то расстояние равно нулю, так как получается точка. Все три случая мы можем описать единообразно:

Пример. Решите уравнение: а) |x-3|=6 б) |x+5|=3 в) |x|=2.8 г) Решение. а) Нам нужно найти на координатной прямой такие точки, которые удалены от точки 3 на расстояние равное 6. Такие точки 9 и -3. (Прибавили и отняли шестерку от тройки.) Ответ: х=9 и х=-3 б) | x +5|=3, перепишем уравнение в виде | x -(-5)|=3. Найдем расстояние от точки -5 удаленное на 3. Такое расстояние, получается, от двух точек: х=2 и х=-8 Ответ: х=2 и х=-8. в) | x |=2.8, можно представить в виде |х-0|=2.8 или Очевидно, что х=-2.8 или х=2.8 Ответ: х=-2.8 и х=2.8. г) эквивалентно Очевидно, что

Функция y = |x|

Решить уравнение |x-1| = 4 1 способ (аналитический) Задание 2

2 способ (графический)

Модуль действительного числа. Тождество Рассмотрим выражение, если а>0, то мы знаем что. Но как быть, в случае если a 0. 2. Давайте обобщим: По определению модуля: То есть

Модуль действительного числа. Пример. Упростить выражение если: а) а-2≥0 б) a -2

Модуль действительного числа. Пример. Вычислить Решение. Мы знаем что: Осталось раскрыть модули Рассмотрим первое выражение:

Рассмотрим второе выражение: Используя определение раскроем знаки модулей: В итоге получили: Ответ: 1.

Закрепление нового материала. № 16.2, №16.3, №16.4, №16.12, №16.16 (а, г), №16.19

Задачи для самостоятельного решения. 1. Решите уравнение: а) | x -10|=3 б) | x +2|=1 в) | x |=2.8 г) 2. Решить уравнение: а) |3 x -9|=33 б) |8-4 x |=16 в) | x +7|=-3 3. Упростить выражение если а) а-3≥0 б) a -3

Список использованной литературы: Звавич Л.И. Алгебра. Углубленное изучение. 8 кл.: задачник / Л.И. Звавич, А.Р. Рязановский. – 4-е изд., испр. – М.: Мнемозина, 2006. – 284 с. Мордкович А.Г. Алгебра. 8 класс. В 2 ч. Ч. 1. Учебник для учащихся общеобразовательных учреждений /А.Г. Мордкович. – 12-е изд., стер. – М.: Мнемозина, 2014. – 215 с. Мордкович А.Г и др. Алгебра. 8 класс. В 2 ч. Ч. 2. Задачник для учащихся общеобразовательных учреждений / под ред. А.Г. Мордковича. – 12-е изд., испр. и доп. – М.: Мнемозина, 2014. – 271 с.

Множества. Операции над множествами. Числовые множества

Глава III. ЧИСЛОВЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Определение множества не дается. Это понятие первичное, неопределяемое. Необходимость таких понятий вызвана тем, что любое понятие определяется через какое-то другое понятие, введенное ранее, которое в свою очередь определяется через понятие, введенное еще раньше. Ясно, что продолжать этот процесс бесконечно мы не можем, поэтому надо ввести неопределяемое понятие. В школе такими понятиями были, кроме понятия множества, понятия точки, прямой и плоскости. Понятие множества поясняется на примерах. Множество считается заданным, если указаны элементы, из которых оно состоит.

Например, множество натуральных чисел N = {1;2;…;n ;…}, множество А = {2;5;7}, множество С студентов группы ФМО–11, и т.д.

Тот факт, что число 2 принадлежит множеству А , записывается короче так: , а то, что стол не принадлежит множеству А , следующим образом: стол , или, например, .

Определение 1. Множество называется конечным , если оно состоит из конечного числа элементов. Множество, не являющееся конечным, называется бесконечным . Множество, не содержащее ни одного элемента, называется пустым и обозначается символом ø.

Конечное множество можно задать перечислением всех его элементов. Например, множество студентов группы ФМО–11 задается списком в журнале, множество А задано перечислением всех его элементов – чисел 2, 5 и 7. Множество N натуральных чисел – бесконечное.

Определение 2. Множества называются равными , если они состоят из одних и тех же элементов.

Например, равны множества А = {2;5;7} и В = {5;7;2}. Все пустые множества равны между собой.

Определение 3. Множество называется подмножеством (или частью ) множества , если из того, что элемент следует, что : . Записывается это так: .

Например, . Пустое множество – часть любого множества.

Множества могут быть и несравнимыми. Таковы, например, множества А и С , так как ни одно из этих множеств не является подмножеством другого множества.

Определение 4. Объединением двух множеств и называется множество Е , состоящее из всех элементов множеств и и только из них: .

Например, если , то , .

Определение 5. Пересечением множеств и называется множество Е , состоящее из всех общих элементов множеств и : .

Например, для рассмотренных выше множеств и , .

Определения 4 и 5 переносятся на любое конечное число множеств. Например, , где . С помощью метода математической индукции эти определения можно перенести и на бесконечное число множеств.

Определение 6. Разностью множеств и называется множество вех элементов множества , не принадлежащих множеству : .

Например, {1;2;3;4}{4;5;6}={1;2;3}, А N = ø.

В математическом анализе мы будем иметь дело, в основном, с множествами

действительных чисел. Из школьного курса математики известны множества натуральных чисел N = {1;2;…;n ;…}, целых чисел , рациональных чисел , иррациональных чисел I . Известно также, что множество всех действительных чисел R = . В высшей математике имеютсястрогие теории действительных чисел, например, теория Дедекинда (1831-1916, немецкий математик), из которой получаются свойства множества R действительных чисел, которыми мы будем пользоваться в дальнейшем: упорядоченность по величине, плотность, усиленная плотность, непрерывность (или полнота).

Упорядоченность по величине множества R : для любых двух действительных чисел и имеет место одно и только одно из соотношений: .

Плотность множества R : между любыми двумя различными действительными числами содержится действительное число.

Усиленная плотность множества R : между любыми двумя различными действительными числами содержится рациональное число.

Непрерывность (полнота) множества R : для любой системы вложенных отрезков существует хотя бы одно число, принадлежащее всем отрезкам данной системы. Если длины вложенных отрезков стремятся к нулю при , то существует единственная точка, принадлежащая всем этим отрезкам. Это свойство называется также принципом вложенных отрезков Кантора (Георг Кантор (1845-1918), немецкий математик).

При аксиоматическом определении множества действительных чисел свойства упорядоченности по величине и непрерывности (полноты) включаются в число аксиом.

Действительные числа изображаются, как известно, точками числовой прямой, причем каждому действительному числу соответствует одна точка числовой прямой и обратно, каждой точке числовой прямой соответствует только одно действительное число. Как говорят, установлено взаимно-однозначное соответствие между множеством точек числовой прямой и множеством действительных чисел.

Из школьного курса математики известны также некоторые специальные числовые множества: - интервал (открытый промежуток), - отрезок (замкнутый промежуток), =- полуинтервалы (открытый справа и слева соответственно), - вся числовая прямая, - лучи. Нам потребуется в дальнейшем еще понятие окрестности точки.

Определение 7. Если а – некоторое действительное число, - любое положительное действительное число, то интервал называется - окрестностью точки а . Точка а называется центром окрестности, а число - радиусом окрестности. Множество называется проколотой - окрестностью точки а .

Определение 8. Множество Е действительных чисел называется ограниченным сверху (соответственно, ограниченным снизу ), если существует число М , такое, что для любого имеет место неравенство (соответственно, ). Число М называется верхней (соответственно, нижней ) границей (или гранью) множества Е . Множество Е называется ограниченным , если существуют такие числа и , что для любого числа имеет место двойное неравенство .

Например, множество правильных дробей ограничено сверху числом 1, множество N натуральных чисел ограничено снизу числом 1, множество ограничено, так как .

Заметим, что если М – верхняя граница непустого ограниченного сверху числового множества Е , то любое число, большее М , также будет его верхней границей, то есть у Е есть бесконечное множество верхних границ. Из всех верхних границ множества Е наибольший интерес представляет его наименьшая верхняя граница.

В этой статье мы детально разберем модуль числа . Мы дадим различные определения модуля числа, введем обозначения и приведем графические иллюстрации. При этом рассмотрим различные примеры нахождения модуля числа по определению. После этого мы перечислим и обоснуем основные свойства модуля. В конце статьи поговорим о том, как определяется и находится модуль комплексного числа.

Навигация по странице.

Модуль числа – определение, обозначение и примеры

Сначала введем обозначение модуля числа . Модуль числа a будем записывать как , то есть, слева и справа от числа будем ставить вертикальные черточки, образующие знак модуля. Приведем пару примеров. Например, модуль −7 можно записать как ; модуль 4,125 записывается как , а модуль имеет запись вида .

Следующее определение модуля относится к , а следовательно, и к , и к целым, и к рациональным, и к иррациональным числам, как к составляющим частям множества действительных чисел. О модуле комплексного числа мы поговорим в .

Определение.

Модуль числа a – это либо само число a , если a – положительное число, либо число −a , противоположное числу a , если a – отрицательное число, либо 0 , если a=0 .

Озвученное определение модуля числа часто записывают в следующем виде , эта запись означает, что , если a>0 , , если a=0 , и , если a<0 .

Запись можно представить в более компактной форме . Эта запись означает, что , если (a больше или равно 0 ), и , если a<0 .

Также имеет место и запись . Здесь отдельно следует пояснить случай, когда a=0 . В этом случае имеем , но −0=0 , так как нуль считают числом, которое противоположно самому себе.

Приведем примеры нахождения модуля числа с помощью озвученного определения. Для примера найдем модули чисел 15 и . Начнем с нахождения . Так как число 15 – положительное, то его модуль по определению равен самому этому числу, то есть, . А чему равен модуль числа ? Так как - отрицательное число, то его модуль равен числу, противоположному числу , то есть, числу . Таким образом, .

В заключение этого пункта приведем один вывод, который очень удобно применять на практике при нахождении модуля числа. Из определения модуля числа следует, что модуль числа равен числу под знаком модуля без учета его знака , а из рассмотренных выше примеров это очень отчетливо видно. Озвученное утверждение объясняет, почему модуль числа называют еще абсолютной величиной числа . Так модуль числа и абсолютная величина числа – это одно и то же.

Модуль числа как расстояние

Геометрически модуль числа можно интерпретировать как расстояние . Приведем определение модуля числа через расстояние .

Определение.

Модуль числа a – это расстояние от начала отсчета на координатной прямой до точки, соответствующей числу a.

Данное определение согласуется с определением модуля числа, данного в первом пункте. Поясним этот момент. Расстояние от начала отсчета до точки, которой соответствует положительное число, равно этому числу. Нулю соответствует начало отсчета, поэтому расстояние от начала отсчета до точки с координатой 0 равно нулю (не нужно откладывать ни одного единичного отрезка и ни одного отрезка, составляющего какую-нибудь долю единичного отрезка, чтобы от точки O попасть в точку с координатой 0 ). Расстояние от начала отсчета до точки с отрицательной координатой равно числу, противоположному координате данной точки, так как равно расстоянию от начала координат до точки, координатой которой является противоположное число.

Например, модуль числа 9 равен 9 , так как расстояние от начала отсчета до точки с координатой 9 равно девяти. Приведем еще пример. Точка с координатой −3,25 находится от точки O на расстоянии 3,25 , поэтому .

Озвученное определение модуля числа является частным случаем определения модуля разности двух чисел.

Определение.

Модуль разности двух чисел a и b равен расстоянию между точками координатной прямой с координатами a и b .

То есть, если даны точки на координатной прямой A(a) и B(b) , то расстояние от точки A до точки B равно модулю разности чисел a и b . Если в качестве точки В взять точку O (начало отсчета), то мы получим определение модуля числа, приведенное в начале этого пункта.

Определение модуля числа через арифметический квадратный корень

Иногда встречается определение модуля через арифметический квадратный корень .

Для примера вычислим модули чисел −30 и на основании данного определения. Имеем . Аналогично вычисляем модуль двух третьих: .

Определение модуля числа через арифметический квадратный корень также согласуется с определением, данным в первом пункте этой статьи. Покажем это. Пусть a – положительное число, при этом число −a – отрицательное. Тогда и , если же a=0 , то .

Свойства модуля

Модулю присущ ряд характерных результатов - свойства модуля . Сейчас мы приведем основные и наиболее часто используемые из них. При обосновании этих свойств мы будем опираться на определение модуля числа через расстояние.

Начнем с самого очевидного свойства модуля – модуль числа не может быть отрицательным числом . В буквенном виде это свойство имеет запись вида для любого числа a . Это свойство очень легко обосновать: модуль числа есть расстояние, а расстояние не может выражаться отрицательным числом.

Переходим к следующему свойству модуля. Модуль числа равен нулю тогда и только тогда, когда это число есть нуль . Модуль нуля есть нуль по определению. Нулю соответствует начало отсчета, никакая другая точка на координатной прямой нулю не соответствует, так как каждому действительному числу поставлена в соответствие единственная точка на координатной прямой. По этой же причине любому числу, отличному от нуля, соответствует точка, отличная от начала отсчета. А расстояние от начала отсчета до любой точки, отличной от точки O , не равно нулю, так как расстояние между двумя точками равно нулю тогда и только тогда, когда эти точки совпадают. Приведенные рассуждения доказывают, что нулю равен лишь модуль нуля.

Идем дальше. Противоположные числа имеют равные модули, то есть, для любого числа a . Действительно, две точки на координатной прямой, координатами которых являются противоположные числа, находятся на одинаковом расстоянии от начала отсчета, значит модули противоположных чисел равны.

Следующее свойство модуля таково: модуль произведения двух чисел равен произведению модулей этих чисел , то есть, . По определению модуль произведения чисел a и b равен либо a·b , если , либо −(a·b) , если . Из правил умножения действительных чисел следует, что произведение модулей чисел a и b равно либо a·b , , либо −(a·b) , если , что доказывает рассматриваемое свойство.

Модуль частного от деления a на b равен частному от деления модуля числа a на модуль числа b , то есть, . Обоснуем это свойство модуля. Так как частное равно произведению , то . В силу предыдущего свойства имеем . Осталось лишь воспользоваться равенством , которое справедливо в силу определения модуля числа.

Следующее свойство модуля записывается в виде неравенства: , a , b и c – произвольные действительные числа. Записанное неравенство представляет собой ни что иное как неравенство треугольника . Чтобы это стало понятно, возьмем точки A(a) , B(b) , C(c) на координатной прямой, и рассмотрим вырожденный треугольник АВС , у которого вершины лежат на одной прямой. По определению модуля разности равен длине отрезка АВ , - длине отрезка АС , а - длине отрезка СВ . Так как длина любой стороны треугольника не превосходит сумму длин двух других сторон, то справедливо неравенство , следовательно, справедливо и неравенство .

Только что доказанное неравенство намного чаще встречается в виде . Записанное неравенство обычно рассматривают как отдельное свойство модуля с формулировкой: «Модуль суммы двух чисел не превосходит сумму модулей этих чисел ». Но неравенство напрямую следует из неравенства , если в нем вместо b положить −b , и принять c=0 .

Модуль комплексного числа

Дадим определение модуля комплексного числа . Пусть нам дано комплексное число , записанное в алгебраической форме , где x и y – некоторые действительные числа, представляющие собой соответственно действительную и мнимую части данного комплексного числа z , а – мнимая единица.