درس ۱ · صفحهٔ ۱۳ تا ۱۷ · حدود ۱۵ دقیقه · تولید هوش مصنوعی
معرفی عددهای علامتدار
در این درس یاد میگیری عددهای علامتدار و قرینهٔ آنها را بشناسی، روی محور مقایسه کنی و جمع و تفریق سادهٔ عددهای صحیح را با حرکت روی محور توضیح بدهی.
پیش از شروع
دو دماسنج هر دو عدد پنج را نشان میدهند، اما کنار یکی علامت مثبت و کنار دیگری علامت منفی است. آیا هر دو یک وضعیت هوا را نشان میدهند؟
نه؛ یعنی پنج درجه بالاتر از صفر و یعنی پنج درجه پایینتر از صفر. علامت کمک میکند دو وضعیت مخالف را با عددهایی روشن و کوتاه بیان کنیم.
علامت، سمت را نشان میدهد
گاهی دانستن مقدار کافی نیست؛ باید بدانیم آن مقدار در کدام سمتِ یک مرجع قرار دارد. مثلاً برای بیان ارتفاع، میتوان سطح دریا را مرجع گرفت: بالاتر از آن را مثبت و پایینتر از آن را منفی نشان داد.
در عدد ، علامت منفی سمت را مشخص میکند و عدد چهار فاصله از مرجع را نشان میدهد. در چرخش هم ابتدا یک جهت را مثبت انتخاب میکنیم؛ چرخش در جهت مخالف منفی میشود. پس مثبتبودنِ جهت، به قرارداد مسئله بستگی دارد.
عددهای صحیح سه دستهاند: مثبتها، صفر و منفیها. صفر نه مثبت است و نه منفی. عددهای صحیح مثبت همان عددهای طبیعیاند و میتوان علامت مثبتشان را ننوشت؛ مثلاً .
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۳
قرینه؛ همفاصله در سمت مقابل
روی محور معمولی، صفر مبدأ است؛ مثبتها سمت راست و منفیها سمت چپ آن قرار دارند. دو عدد که فاصلهشان از صفر یکسان است، اما در دو سمت مخالف قرار دارند، قرینهٔ یکدیگرند؛ مثل و .
برای نوشتن قرینه، علامت منفی را بیرون پرانتز میگذاریم: و . این منفیِ بیرونی یعنی «قرینهٔ عدد داخل پرانتز را پیدا کن»، نه اینکه جواب حتماً منفی باشد.
اگر دوبار قرینه بگیریم، به عدد آغازین برمیگردیم؛ درست مثل اینکه دوبار جهت خود را برعکس کنیم. صفر هم با قرینهشدن جابهجا نمیشود. دقت کن علامت مثبت بیرون پرانتز عدد را تغییر نمیدهد؛ مثلاً .
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۴
جمع یعنی ادامهدادن حرکت
برای نمایش حرکت روی محور، حرکت به راست را مثبت و حرکت به چپ را منفی میگیریم. اندازهٔ عدد میگوید چند واحد حرکت کنیم. حرکت صفر هم یعنی همانجا بمانیم.
برای جمع دو عدد، ابتدا از صفر به جای عدد اول برو. سپس از همان نقطه، حرکت عدد دوم را انجام بده؛ نقطهٔ پایان، حاصل جمع است. لازم نیست برای حرکت دوم دوباره به صفر برگردی.
تفریق را هم میتوان به جمع تبدیل کرد: عدد اول را نگه دار، تفریق را به جمع عوض کن و عدد دوم را قرینه کن. مثلاً . اگر عدد دوم منفی باشد نیز همین روش را به کار میبریم؛ بنابراین کمکردن یک عدد منفی، به حرکت در جهت مثبت تبدیل میشود.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۵
صفر و ترتیب روی محور
روی محور هرچه به راست برویم، عدد بزرگتر میشود. پس هنگام مقایسهٔ منفیها، فقط به رقمها نگاه نکن: ، چون سمت راستِ است. عدد بعدی یک واحد سمت راست و عدد قبلی یک واحد سمت چپ قرار دارد. برای جایگذاری تقریبی عددها نیز حتماً فاصلهٔ بین برچسبهای محور را بررسی کن.
صفر در جمع یعنی بیحرکتی؛ پس افزودن صفر یا کمکردن صفر، عدد را تغییر نمیدهد. ولی کمکردن یک عدد از صفر، قرینهٔ آن را میدهد. همچنین جمع دو قرینه صفر میشود، چون حرکت رفت و برگشت همدیگر را خنثی میکنند.
در نوشتن گستردهٔ عدد منفی هم هر بخش منفی است؛ مثلاً ، نه اینکه فقط صدگان منفی باشد.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۶
مهرهها و جمعِ همعلامتها
برای دیدن جمع، میتوانیم از مهره هم کمک بگیریم: هر مهرهٔ سفید نمایندهٔ و هر مهرهٔ سیاه نمایندهٔ باشد. یک سفید و یک سیاه با هم صفر میشوند؛ چون دو عدد قرینه را نشان میدهند. این جفتها را کنار میگذاریم و عددِ مربوط به مهرههای باقیمانده را میخوانیم.
اگر همهٔ مهرهها سفید باشند، حاصل مثبت است و تعدادشان مثل جمع عددهای طبیعی به دست میآید. اگر همه سیاه باشند، تعداد مهرهها بیشتر میشود، اما نتیجه منفی میماند. روی محور هم جمع دو عدد منفی یعنی دو حرکت پیاپی به چپ.
اگر عبارت تفریق داشت، پیش از استفاده از مهرهها آن را به جمع قرینه تبدیل کن. منفیبودنِ عدد و علامتِ تفریق، دو نقش متفاوت دارند.
کتاب درسی، صفحهٔ ۱۷
مثال حلشده
ابتدا تفریق را به جمع تبدیل کن، سپس با حرکت روی محور حاصل را به دست بیاور.
عدد اول، یعنی ، را بدون تغییر نگه میداریم.
تفریق را به جمعِ قرینه تبدیل میکنیم: .
قرینهٔ برابر است؛ پس عبارت به تبدیل میشود.
روی محور از صفر، چهار واحد به چپ میرویم و روی میایستیم.
از همان نقطه شش واحد به راست میرویم: چهار واحد تا صفر و دو واحد دیگر تا ؛ پس حاصل است.
نکات مهم
- علامتِ عدد سمت آن نسبت به مبدأ را نشان میدهد و روی محور، عدد سمت راست بزرگتر است.
- قرینهها در دو طرف صفر همفاصلهاند، جمعشان صفر است و قرینهٔ قرینهٔ هر عدد، خود آن عدد است.
- برای تفریق، عدد دوم را قرینه و عمل را به جمع تبدیل میکنیم؛ سپس حرکتها را روی محور ادامه میدهیم.