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第三阶段 小初几何
第六阶段 边角料知识
第七阶段 小升初政策
卷首 · 知识总纲

小学数学辅导讲义(从1+1到微积分)

小朋友掌握知识的顺序,知识点(小初高及奥数整合),

数学学习效果记录【精华】

能力进阶:抽象能力 => 推理思想 => 建模能力

学习思路:从常量到变量,从静态到动态,从离散到连续

学习主线:数的组成 => 数的计算 => 函数与方程

知识框架

(一)数的产生组成和分类

实数:整数+有限小数+无线循环小数+无限不循环小数(无理数)。

或者 整数+分数+无限不循环小数(无理数)

知识精华:分组守恒位值系统

(二)数的计算

加(延伸出 减)

乘(延伸出 除)

乘方(幂)(延伸出 开方、对数)。区分“底数”“指数”“幂”“乘方”“开方”“对数”。

(三)函数与方程

函数研究思路:函数全貌(单调/奇偶/周期) => 特殊点(零点/极值点) => 极限 => 曲线变化 => 微积分

基础函数:幂函数、三角函数

组合函数:多项式函数、幂级数、傅里叶级数

并行分支:初等数论、平面几何/立体几何、组合数学与概率

二、数学思维:实现“想得清”、“办法多”、“有条理”

(抽象 & 概念理解) “这个东西(比如分数)的本质是什么?它能代表什么?”

(逻辑推理) “你为什么这么做?你的依据是什么?”

(建模) “这个故事/这个问题,我们能把它变成一个算式或画成一个图吗?”

(数形结合) “这个算式,我们能画出来吗?这个图形,我们能用它来算点什么?”

(优化) “还有别的方法吗?哪种方法更巧妙?”

说明:

找规律部分,没技巧,多见多看即可。

2、补充比例方面的知识

第1讲 学会数数 已掌握

【老师要掌握】

1

早期人类发现可以用一个东西(表示物或者符号)来代替另一个东西(实物),用一个更简便的东西来代替另一个更复杂的东西。比如用一个石头代替一只羊,用一个绳结来代替发生了一件事,用符号来代替数量等等。

2

数代表信息,数就是信息,用数来抽象的表示事物,用运算符(+-×÷等)来抽象表示信息变化的过程,目的是为了简便高效的传递信息。

3

“代数”就是用字母(变量)代替数,代数本质上是算数基本概念的延伸和抽象化,用字母(变量) 来代表未知数或变化的值,并研究它们之间的关系。

3

由数字和运算符号组成的算数表达式,可理解为是一个更复杂的“信息替代物”,“数”是最基本信息,“运算符号”是操作指令,可以用“数”和“运算符号”的组合来表示复杂的数学信息和动态过程!因此数和算数表达式存在的意义就是简便高效的“传递更复杂信息”!且“新符号”的产生是为了简化“旧符号”,让信息更简便高效的传递!数学结构=“信息载体”。

同样的,用字母代替数的表达式就叫做代数表达式

4

要知道数字是符号,物品是信息,符号可以代替信息,运算符号可以代替信息变化的过程。

【讲解与实操过程】

学算术的第一步:学会数数,能把数字数清楚。

开始用小方块来数数和计数,“1个方块代替1包糖”,“2个方块代替2包糖”,“3个方块代替3包糖”。。。。“9个方块代替9包糖”,“10个方块代替10包糖”,“11个方块代替11包糖”,“2个方块代替12包糖”。。。。“49个方块代替49包糖”,“50个方块代替50包糖”,“51个方块代替51包糖”。。。。最后统计小方块的数量有多少个?

实操过程中,小朋友会发现,当小方块越来越多的时候,数数和计数就会变得困难,就会容易记错数字。经过多次尝试后,这种情况依然存在,因此需要寻找更高效的计数方法,这便诞生了“分组替换”和“进制”的思想。

【学生要理解】

1

可以用一个小石头代替一个苹果,可以用一根棍子代替一瓶水,可以用一个方块代替一包糖。可以用一个简单的东西来代替一个复杂的东西,这样便于数数和计数。

【效果检验】

看学生能否用黄色小方块来代替一堆糖果30个以上,能做到一一对应则表示已掌握。反复练习,直到数清楚为止。

第2讲 分组替换与进位 已掌握

【老师要掌握】

1

早期人类观察到物品的数量与他的摆放方式无关,与他的分组摆放规则无关,后期进一步观察到也与表示它的计数规则无关(五进制、十进制等);

2

基于以上数量守恒的观察,在数数过程中总结并诞生分组替换”思想。分组替换是当某一位的值超过基数时,向高位“进位”。分组替换是核心公理,其合理性无需证明。

3

根据分组替换的思想,总结出了“进制规则”,“进制规则”是实现分组守恒的手段,不同进制规则的分组替换不会改变数值大小。

4

信息在分组/进制转换中保持总量不变,因此分组守恒

5

分组规则决定位值权重(如十进制中个位→十位)。分组替换可进行多级,每一级分组替换规则可以相同,也可以不同,简称混合进制(如时间:60秒=1分,60分=1小时,24小时=1天 - 混合了60进制和24进制)。

6

多级分组替换规则保持一致可以提高计算效率,10进制是历史发展的最优选择。

【讲解与实操过程】

实操1:

让学生数一堆糖果的数量(比如52个),并用黄色小方块代替一包糖果,当数数约数越大的时候,比如手上已经有了一大堆黄色小方块,但是数不清楚黄色小方块到底有多少个,这个时候可以用一个红色小方块来代替许多个黄色小方块,比如:

将“5个”黄色小方块  分组替换成“1个”红色小方块;(5进制)

或者  将“6个”黄色小方块  分组替换成“1个”红色小方块;(6进制)

或者 将“10个”黄色小方块 分组替换成“1个”红色小方块;(10进制)

或者  将“20个”黄色小方块 分组替换成“1个”红色小方块;(20进制)

最后,一堆糖果的数量,就可以用几个红色小方块和黄色小方块来表示。

实操2:

让学生数更多糖果的数量(比如152个)

将“5个”黄色小方块  分组替换成“1个”红色小方块;(5进制)

或者  将“6个”黄色小方块  分组替换成“1个”红色小方块;(6进制)

或者 将“10个”黄色小方块 分组替换成“1个”红色小方块;(10进制)

或者  将“20个”黄色小方块 分组替换成“1个”红色小方块;(20进制)

最后,一堆糖果的数量,就可以用几个红色小方块和黄色小方块来表示。目的是了解二次分组和多次分组的概念和过程。

【学生要理解】

将几个黄色小方块替换成1个红色小方块,并不影响糖果的数量分组守恒

将几个黄色小方块替换成1个红色小方块,更容易算出糖果的数量;

【效果检验】

1

手上有52个黄色小方块,如果规定“用6个黄色方块分组替换成1个红色方块”,那么全部替换之后,后几个黄色方块和红色方块?

如果规定“用8个黄色方块分组替换成1个红色方块”,那么全部替换之后,后几个黄色方块和红色方块?

如果规定“用10个黄色方块分组替换成1个红色方块”,那么全部替换之后,后几个黄色方块和红色方块?

如果规定“用15个黄色方块分组替换成1个红色方块”,那么全部替换之后,后几个黄色方块和红色方块?

如果规定“用20个黄色方块分组替换成1个红色方块”,那么全部替换之后,后几个黄色方块和红色方块?

如果规定“用30个黄色方块分组替换成1个红色方块”,那么全部替换之后,后几个黄色方块和红色方块?

2

手上有152个黄色小方块,如果规定“用6/8/10/20个黄色方块分组替换成1个红色方块”,那么全部替换之后,后几个黄色方块和红色方块?

反复练习以上过程,对了解数字的组成非常有用。以上练习,需连续练习30天以上要求可以在任何状态下说出分组替换的过程比如吃饭、玩耍、运动、睡觉时

第3讲 数字的组成 已掌握

【老师要掌握】

1

“数字的组成”官方表述为“位置系统”,但“数字的组成”更能够理解和接收。

位值系统是在“分组守恒”和“进制规则”规定之下创造的“数字表达系统”位值就是位置上面对应的值,这个“值”是数字符号本身(比如0-9,ABCDE),而其实际代表的数值 = 数字 × 该位置的权重。

2

比如十进制规则下的3位数234表示4个1、3个10、2个100相加总和,7进制规则下的3位数234表示4个1、3个7、2个49相加总和,混合进制规则下的3位数234则表示其他总和。

3

分组守恒和进制规则是位值系统能成立的理论基础,位值系统利用“符号+特定分组规则(固定基数)”可以高效便捷的表达数字。

4

位值系统可以是单一进制系统(比如十进制)也可以是混合进制系统(比如时间),位值系统是所有运算及基础框架。

5

小数的产生是为了更精准的测量。小数是位值系统的延伸,小数点左边是整数的拓展,小数点右边是小数的拓展。小数的读法与整数的读法有差异。

6

基于“位值系统”的规则,整数和小数由符号位值权重组成,比如十进制数203.405表示2个100、3个1、4个0.1和5个0.001之和。

【讲解与实操过程】

用数字“1”代表1个红色方块或者1个黄色方块,或者1个其他颜色方块;

用数字“2”代表2个红色方块或者2个黄色方块,或者2个其他颜色方块;

用数字“3”代表2个红色方块或者2个黄色方块,或者2个其他颜色方块;

。。。

。。。

用数字“9”代表9个红色方块或者9个黄色方块,或者9个其他颜色方块;

如果规定:将5个黄色方块分组替换成1个红色方块,那么“2个红方块+3个黄方块”就是“5+5+3”个黄色方块,写成数字就是“23”个,其中“2”代表2个“5个”黄方块。

如果规定:将8个黄色方块分组替换成1个红色方块,那么“2个红方块+3个黄方块”就是“8+8+3”个黄色方块,写成数字就是“23”个,其中“2”代表2个“8个”黄方块。

如果规定:将10个黄色方块分组替换成1个红色方块,那么“2个红方块+3个黄方块”就是“10+10+3”个黄色方块,写成数字就是“23”个,其中“2”代表2个“10个”黄方块。

如果规定:将12个黄色方块分组替换成1个红色方块,那么“2个红方块+3个黄方块”就是“12+12+3”个黄色方块,写成数字就是“23”个,其中“2”代表2个“12个”黄方块。

如果规定:将20个黄色方块分组替换成1个红色方块,那么“2个红方块+3个黄方块”就是“20+20+3”个黄色方块,写成数字就是“23”个,其中“2”代表2个“20个”黄方块。

在反复的练习中,感受“分组替换”(进制)的概念。“同样数量在不同进制之间做转化”是算数的精华。

【学生要理解】

在十进制规则中,数字“23”里面的“2”表示“2个10”,“3”表示“3个1”

在九进制规则中,数字“23”里面的“2”表示“2个9”,“3”表示“3个1”

在八进制规则中,数字“23”里面的“2”表示“2个8”,“3”表示“3个1”

在七进制规则中,数字“23”里面的“2”表示“2个7”,“3”表示“3个1”

在六进制规则中,数字“23”里面的“2”表示“2个6”,“3”表示“3个1”

在五进制规则中,数字“23”里面的“2”表示“2个5”,“3”表示“3个1”

在十进制规则中,数字“123”里面的“1”表示“1个10*10”,“2”表示“2个10”,“3”表示“3个1”

在九进制规则中,数字“123”里面的“1”表示“1个9*9”,“2”表示“2个9”,“3”表示“3个1”

在八进制规则中,数字“123”里面的“1”表示“1个8*8”,“2”表示“2个8”,“3”表示“3个1”

在七进制规则中,数字“123”里面的“1”表示“1个7*7”,“2”表示“2个7”,“3”表示“3个1”

在六进制规则中,数字“123”里面的“1”表示“1个6*6”,“2”表示“2个6”,“3”表示“3个1”

在五进制规则中,数字“123”里面的“1”表示“1个5*5”,“2”表示“2个5”,“3”表示“3个1”

“23”不仅可以表示23个东西(10进制),也可以表示27个东西(8进制)。

“6+7”只有在十进制规则下才等于13,在九进制规则下等于14,在8进制规则下等于15。

以上练习的目的,是让学生认识数字,知道数字的意思,掌握数字的组成,知道十进制三位数123里面,1代表1个100,2代表2个10,3代表3个。知道5进制三位数123里面,1代表1个25,2代表2个5,3代表3个1。为后续四则运算的理解和计算打基础。

数的分类和包含关系(掌握到自然数即可)

(1)自然数

.....  -9  -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 .....

(2)正整数

.....  -9  -8  -7  -6  -5  -4  -3  -2  -1  0  1 2 3 4 5 6 7 8 9 .....

(3)负数(负整数)

..... -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 .....

(4)整数

..... -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 .....

(5)有理数(分数):所有整数、小数、循环小数都能写成分数:

..... -8  -7  -6  -5  -4  -3.25  -3  -2  -1  0  1/3  1  2  3  4  5  6  7  8 .....

(6)无理数:不能写成分数的数字,比如根号√2、√3、π

..... -8  -7  -6  -5  -4  -3  -2  -√3  -1  0  1  √2  2  3  π  4  5  6  7  8 .....

(7)实数:所有有理数+所有无理数

.....-7 -6 -5 -4  -3.25  -3 -2  -√3  -1 0  1/3  1  √2  2 3  π  4 5.....

【学生要理解】

认识数字是计算的前提。

效果检验

1、四位数1234,在10/9/8/7/6/5进制里面,1,2,3,4分别代表什么意思;

2、读出以下数字,10023,10203,10230,12003,12030,12300,找出哪个数字最大?

第4讲 整数加法 已掌握

四则远算的学习顺序

分类

整数

小数

分数

加法

第1步

第3步

第4步

减法

第2步

第3步

第4步

乘法

第1步

第6步

第5步

除法

第2步

第6步

第5步

【老师要掌握】

整数加法的过程,其实就是“对应位值”做加法,然后“进位”。

核心重点

1

加法是同基准量的数量合并,合二为一。加法的计算逻辑适用于任何进制,包括混合进制,并且整数/分数/小数加法逻辑一致。

2

数形结合:加法是合并(数轴右移、面积拼接、集合并集)。

3

加法满足交换律:a + b = b + a

加法满足结合律:(a + b) + c = a + (b + c)

4

加法计算逻辑:1. 统一基准量/单位量/参照物 → 2. 分组相加 → 3. 处理进位。

整数/分数/小数减法核心逻辑一致 。

5

异分母分数加法:通分,统一基准量,找到最小公倍数1/n作为共同分母 → 分子相加、分母不变 → 处理进位 → 约分。

带分数运算需要提前化为假分数,比如5⅓=16/3。

6

通分的过程就是通过寻找分母公倍数,找到基准值的过程,比如3/4+5/6

4的倍数有4,8,12,16,20,24,28......

6的倍数有6,12,24,30,36......

公倍数有12,24......

因此3/4+5/6=9/12+10/12= 19/12  或  3/4+5/6=18/24+20/24= 38/24=19/12

【讲解与实操过程】

先理解加法的意思

(1)表示合并、总和、总共有多少

“3瓶水和5瓶水 一共/共有/总共有多少瓶水?”

“把3和5合起来/加起来/合并是多少?”

“3加上5是多少?”

“...连同...是多少?”

“...还有...是多少?” (强调在已有基础上增加)

“3瓶水和5瓶水,共计/总计/合计多少?”

“原来有3瓶水,有拿来了了5瓶,总收有多少瓶?” (如收钱、进货)

“上午收集了/采摘了3个桃子,又收集了/采摘了5个桃子,一共多少个?”

“第一天做了3件事,第二天做了5件事,两天一共做了几件事?”

(2)表示增加、添加、得到更多之后,变成了多少

“原来有5瓶水,增加了/添上了/多了3瓶,现在是多少?”

“原来有5瓶水,现在比原来多了3瓶,现在是多少?” (需要知道原数)

“原来有5瓶水,又来/新来/加入了3瓶,现在总共有多少?”

“原来有10块钱吗,买/获得/赚了 5块钱,现在有多少?”

“身高100厘米,提高了/增长了/延长了 5厘米,现在是多少?” (用于数量、高度、长度等)

“...收入/进账 Y元,现在总共有多少钱?”

“小明有15本书,小李比 小王 多 3本,求小李有几本书?” (有时需要先求A)

计算十进制三位数123+456=? 

123里面有1个100、2个10、3个1

456里面有4个100、5个10、6个1

123+456里面有5个100,7个10,9个1。结果写成阿拉伯数字就是579,观察个位上的数字9、十位上的数字7、百位上的数字5,都没有达到10,根据十进制的规则,不需要分组替换做进位,因此最后结果就是579。

计算十进制三位数456+789=?

456里面有4个100、5个10、6个1

789里面有7个100、8个10、9个1

456+789里面有11个100,13个10,15个1

结果写成阿拉伯数字就是(11)(13)(15)。根据十进制规则,个位十位百位上的数字达到10以后就进行分组替换做进位处理。

思考:(11)(13)(15)有几种顺序进行分组替换?

第一种,从最低位开始进位。

第一次进位后,结果为(11)(14)(5)

第二次进位后,结果为(12)(4)(5)

第三次进位后,结果为(1)(2)(4)(5),个十百千位上的数字均为超过10,不需要再进位,因此最终结果为456+789=1245

第二种,从最高位开始进位。

456+789里面有11个100,13个10,15个1

结果写成阿拉伯数字就是(11)(13)(15)

第一次进位后,结果为(1)(1)(13)(15)

第二次进位后,结果为(1)(2)(3)(15)

第三次进位后,结果为(1)(2)(4)(5),最终结果为456+789=1245

第三种,从中间开始做进位操作,比如:

456+789里面有11个100,13个10,15个1

结果写成阿拉伯数字就是(11)(13)(15)

第一次进位后,结果为(12)(3)(15)

第二次进位后,结果为(12)(4)(5)

第三次进位后,结果为(1)(2)(4)(5),最终结果为456+789=1245

因此可以总结,加法做进位处理的时候,可以从个十百千万位的任意一位开始,并不要求必须从最低位开始。这符合加法无序的特征。

将456与789反过来,计算789+456

789里面有7个100、8个10、9个1。456里面有4个100、5个10、1个1,789+456里面有11个100,13个10,15个1。结果跟456+789一致

因此789+456=456+789。说明加法的结果与加法的顺序无关,可以先做百位数相加,也可以先做十位数相加,也可以先做个位数相加,这种无序的特点也叫做交换律。加法满足交换律。

八进制三位数123+456=?

123里面有1个8*8、2个8、3个1

456里面有4个8*8、5个8、6个1

123+456里面有5个8*8,7个8,9个1。

结果写成阿拉伯数字就是(5)(7)(9)。

因为是八进制,第一次进位后,结果为(5)(8)(1)

第二次进位后,结果为(6)(0)(1),最终结果为123+456=601(八进制)。

按照以上方法,可计算任何进制任何位数的加法。

八进制加法同样具有无序的特点,也满足加法交换律,因此八进制123+456=456+123

八进制三位数456+456=?

按以下步骤:数字分解,逐位相加,分组替换(在多个进位顺序中找到最简便的一个)。

【学生要理解】

首先要认识数字,理解每个数字的组成。再理解加法的计算过程就是将相同位值上的数字进行相加,然后再做进位处理。

进位处理无顺序要求,低位高位均可开始。

效果检验

十进制:5678+6789=? 6789+5678=?

九进制:2345+5678=? 5678+2345=?

八进制:2345+4567=? 4567+2345=?

三进制:1111+2222=? 2222+1111=?

写出详细的数字分解逐位相加的过程,写出不同的进位的顺序,消找出最简便的进位的顺序。同时感受加法中无序的特点,感受加法交换律。

第5讲 整数乘法与数形结合 已掌握

四则远算的学习顺序

分类

整数

小数

分数

加法

第1步

第3步

第4步

减法

第2步

第3步

第4步

乘法

第1步

第6步

第5步

除法

第2步

第6步

第5步

【老师要掌握】

乘法就是加法,乘法是重复的加法,5X4表示5个4相加,5X4=4+4+4+4+4。

整数乘法的计算方法和加法一致,数出有多少个10000,多少个1000,多少个100,多少个10,多少个1,然后做进位处理即可。

1

乘法是更高效表示和计算重复相加 (4 × 3表示4个3相加),乘法的本质是加法

2

乘法是尺度的缩放:将一个量按照一个特定的比例放大或缩小。

● 3 × 2表示2+2+2,表示3个2相加,表示将2放大到原来的3倍;

  2 × 3表示3+3,表示2个3相加,表示将3放大成为原来的2倍;

● 0.5 × 4表示0.5个4,表示将4缩小为原来的一半;

  4 × 0.5表示0.5+0.5+0.5+0.5,表示4个0.5相加,表示将0.5放大成为原来的4倍;

● 1/2 × 4表示1/2个4,表示将4缩小为原来的一半;

  4 × 1/2表示1/2+1/2+1/2+1/2,表示4个1/2相加,表示将1/2放大成为原来的4倍;

● 4/5 × 2表示先将2放大到原来的4倍,再缩小到放大后的1/5,放大和缩小先后顺序可调。

  2 × 4/5表示4/5+4/5,表示2个4/5相加,表示将4/5放到成为原来的2倍。

3

乘法是维度的拓展:一维到二维到多维进行拓展。4 × 5表示一维拓展到二维,4 × 5 × 5表示一维拓展到三维。

这样乘法就能够将两个性质不同但相关联的量结合起来,产生全新的量。米 × 米 = 平方米 (面积);速度 × 时间 = 路程;单价 × 数量 = 总价。

4

分配律:a × (b + c) = (a × b) + (a × c) 。可用平面数形结合来证明。

交换律:a × b = b × a。可用平面数形结合来证明。

结合律:(a × b) × c = a × (b × c)。可用立体数形结合来证明。

【202512259将多节内容进行合并】如有重复,请忽略

乘法的两个性质:“尺度缩放”和“维度拓展

【乘法是尺度的缩放】:将一个量按照一个特定的比例放大或缩小。

● 3 × 2表示2+2+2,表示3个2相加,表示将2放大到原来的3倍;

  2 × 3表示3+3,表示2个3相加,表示将3放大成为原来的2倍;

● 0.5 × 4表示0.5个4,表示将4缩小为原来的一半;

  4 × 0.5表示0.5+0.5+0.5+0.5,表示4个0.5相加,表示将0.5放大成为原来的4倍;

分数乘法可后面再讲

● 1/2 × 4表示1/2个4,表示将4缩小为原来的一半;

  4 × 1/2表示1/2+1/2+1/2+1/2,表示4个1/2相加,表示将1/2放大成为原来的4倍;

● 4/5 × 2表示先将2放大到原来的4倍,再缩小到放大后的1/5,放大和缩小先后顺序可调。

  2 × 4/5表示4/5+4/5,表示2个4/5相加,表示将4/5放到成为原来的2倍。

【乘法是维度的拓展】

乘法可以从一维拓展到二维,可以从二维拓展到多维。

4 × 5表示一维拓展到二维,4 × 5 × 5表示一维拓展到三维。

这样乘法就能够将两个性质不同但相关联的量结合起来,产生全新的量。米 × 米 = 平方米 (面积);速度 × 时间 = 路程;单价 × 数量 = 总价。

【多位数整数乘法计算】

是根据乘法交换律和结合律,把大问题拆成多个一位有效数字的乘法,再相加并处理进位。

例:计算35×24=?  

1)通过数形结合理解乘法交换律,知道5×4=4×5;

2)通过数形结合理解乘法分配律,对多位数进行拆解,35×24=35×(20+4)=35×20+35×4=(30+5)×20+(30+5)×4=20×20+5×20+30×4+5×4

3)通过乘法交换律,知道30×4=3×10×4=3×4×10=12×10=120

以及30×20=3×10×20=3×20×10=3×2×10×10=6×10×10=6×100=600

因此35×24=(30+5)×(20+4)=30×20+30×4+5×20+5×4=600+120+100+20=840。

【分数乘法计算】

思路:统一基准量(无需通分) → 分组相乘 → 处理约分。

(a/b) × (c/d)=(a×c) / (b×d)是根据比例守恒和乘法的尺度缩放性质推导而来

步骤:分子×分子、分母×分母 → 约分。

证明过程:根据乘法尺度缩放的性质,解释复核比例。例:证明2/3 × 4/5 = 2×4 / 3 ×5

1)2/3表示将基本量【1】先放大到2倍,再缩小到1/3,先后顺序可调。2/3 = 1 × 2/3;

2)2/3 × 4/5 = 1 × 2/3× 4/5,表示将【 1 × 2/3】先放大到4倍,再缩小到1/5;

2/3 × 4/5表示将【1】连续放大2次,再缩小2次,结果= 2×4 / 3 ×5;

4)根据比例守恒和乘法的尺度缩放性质,可以推导出符合比例(a/b) × (c/d)=(a×c) / (b×d)

此结果无需证明,但可以通过数形结合加以验证。

【小数乘法计算】小数乘法 → 转分数乘法

小数的乘法计算本质上是分数的乘法,可以把小数的乘法转换成分数的乘法。

比如0.3 × 0.2 = 3/10 × 2/10 = 6/100 = 0.06

【交换律、分配律、结合律】

(1)交换率

加法交换律a+b=b+a,根据观察总结得出,无需推导。

乘法交换律a×b=b×a,根据二维数形结合来验证,推导过程较难,忽略。

整数、小数、分数均满足交换律。

(2)结合律

加法结合律(a+b)+c=a+(b+c),根据观察总结得出,也可由加法交换律推导出来,加法结合律强调加法运算不分先后顺序。

乘法结合律(a×b)×c=a×(b×c),根据三维数形结合来验证,也可由乘法交换律推导出来,乘法结合律强调乘法运算不分先后顺序。

整数、小数、分数均满足结合律。

(3)分配率

乘法分配律a×(b+c)=a×b+a×c,根据二维数形结合来验证,推导过程较难,忽略。

整数、小数、分数均满足分配律。

利用交换律、分配律、结合律,计算35×24=?  

1)通过数形结合理解乘法交换律,知道5×4=4×5;

2)通过数形结合理解乘法分配律,对多位数进行拆解,35×24=35×(20+4)=35×20+35×4=(30+5)×20+(30+5)×4=20×20+5×20+30×4+5×4

3)通过乘法交换律,知道30×4=3×10×4=3×4×10=12×10=120

以及30×20=3×10×20=3×20×10=3×2×10×10=6×10×10=6×100=600

因此35×24=(30+5)×(20+4)=30×20+30×4+5×20+5×4=600+120+100+20=840。

【讲解与实操过程】

乘法的概念:3乘以8,3×8是3个8相加,不是8个3相加

3×8=8+8+8,不是3+3+3+3+3+3+3+3,8×3才等于3+3+3+3+3+3+3+3

3×8和8×3虽然表示的意思不同,但是表示的数量之和是一样多的,所以在计算结果上,3×8等于8×3。

【数形结合】计算3×8和8×3,从排列组合的角度观察两个乘法的形状

3×8是3个8相加: 8×3是8个3相加:

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1   1   1

1   1   1

1   1   1

1   1   1

1   1   1

观察后,发行都有24个1,从形状的角度,仅做了旋转,1的个数并没有变化,以此从3×8的数量等于8×3的数量。这是乘法交换律,因为乘法是加法的延申,因此乘法交换律也是加法交换律的延申。

第1关:计算4×7。一位数乘一位数

第2关:计算3×123=?一位数乘多位数

3×123就是123+123+123

里面有3个100,6个10,9个1,写成数字就是(3)(6)(9),无需进位,因此结果就是369

第3关:计算4×123=?一位数乘多位数

4×123就是123+123+123+123

里面有4个100,8个10,12个1,写成数字就是(4)(8)(12),进位后就是492

第4关:计算4×12345=?一位数乘多位数

4×12345等于4个12345相加,4×12345=12345+12345+12345+12345

第一个“12345”里面有1个10000,2个1000,3个100,4个10,5个1

第二个“12345”里面有1个10000,2个1000,3个100,4个10,5个1

第三个“12345”里面有1个10000,2个1000,3个100,4个10,5个1

第四个“12345”里面有1个10000,2个1000,3个100,4个10,5个1

上面一共有4个10000,8个1000,12个100,16个10,20个1,

写成数字就是(4)(8)(12)(16)(20),因为十进制要求数量达到10就需要做进位。

因此(4)(8)(12)(16)(20) 从个位到百位开始做分组替换,反之亦可。

   =(4)(8)(12)(18)(0)

   =(4)(8)(13)(8)(0)

  =(4)(9)(3)(8)(0)

第5关:计算15×12=?两位数乘两位数

两位数乘两位数是基础,必须数量掌握

第6关:计算23×123=?两位数乘三位数

先将23个123全部写出

123、123、123、123、123、123、123、123、123、123

123、123、123、123、123、123、123、123、123、123

123、123、123

将第一行10个123分成第一组:

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

将第二行10个123分成第二组:

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

剩下3个123单独罗列出来:

123、123、123

第一组10个123加起来等于1230,第二组10个123加起来等于1230,剩下3个123加起来等于369。

因此23×123就等于1230+1230+369

第一个1230里面有1个1000、2个100、3个10、0个1

第二个1230里面有1个1000、2个100、3个10、0个1

369里面有3个100、6个10、9个1

1230+1230+369,总共有2个1000、7个100、12个12、9个1,写成数字为:

(2)(7)(12)(9)

进位后 为(2)(8)(2)(9),最后结果为23×123=2829

第7关:计算123×45=?三位数乘两位数

123×45里面有12个“10个45”和3个45,

12个“10个45”里面有1个“100个45”和2个“10个45”

因此123×45里面有1个“100个45”、2个“10个45”、3个45

100个45等于4500,10个45等于450

因此123×45里面有1个4500、2个450、3个45

因此123×45等于4500+900+135,加法计算后等于5535

也可以分别将1个4500,2个450,3个45分别加起来,做进位出结果。

第8关:计算123×234=?三位数乘三位数

第9关:末尾有零的乘法(简便算法)

计算10×12=?

10×12就是12+12+12+12+12+12+12+12+12+12

里面有10个10,20个1,写成数字就是(10)(20),=(11)(10),=(12)(0),=(1)(2)(0),结果是120。

也可以将20个1直接替换2次,(10)(20),=(12)(0),=(1)(2)(0),结果是120。

计算10×12345=

4×12345等于10个12345相加,10×12345=12345+12345+...+12345+12345

第1个“12345”里面有1个10000,2个1000,3个100,4个10,5个1

第2个“12345”里面有1个10000,2个1000,3个100,4个10,5个1

......

第9个“12345”里面有1个10000,2个1000,3个100,4个10,5个1

第10个“12345”里面有1个10000,2个1000,3个100,4个10,5个1

上面一共有10个10000,20个1000,30个100,40个10,50个1

写成数字就是(10)(20)(30)(40)(50),因为十进制要求数量达到10就需要做进位。

因此(10)(20)(30)(40)(50)

   =(10)(20)(30)(45)(0)

   =(10)(20)(34)(5)(0)

   =(10)(23)(4)(5)(0)

   =(12)(3)(4)(5)(0)

   =(1)(2)(3)(4)(5)(0)  进位顺序无要求,可从任意位开始进位

通过多次练习,可以找到10×任何整数的规律。

计算100×123=?

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

【123、123、123、123、123、123、123、123、123、123】

100×123=10个10×123,等于10个1230。10个1230用同样的方法可以计算出10×1230=12300。因此10×123=12300

通过多次练习,可以找到100×任何整数的规律。

计算1000×45

写出1000个45,将100个45分成一组,=10×450。

得40个100个50个10相加,得4500。然后发现规律。

第10关:计算1234×45 多位数 / 任意位数的乘法计算

为了避免将1234个45,挨个写出来,为了减少计算量,我们将利用前面的计算结果(10×45=450,100×45=4500,1000×45=45000)对1234个45 进行分解,如下:

1234个45里面有:

1个“1000个45”

2个“100个45”

3个“10个45”

4个“1个45”

因此,1234个45里面有:

1个45000(1000×45=45000)

2个4500(100×45=4500)

3个450(10×45=450)

4个45(1×45=45)

所以1234×45就等于1个45000+2个4500+3个450+4个45,其中:

2个4500加起来等于9000

3个450加起来等于(12)(15)(0)=(13)(5)(0)=(1)(3)(5)(0)=1350

4个45加起来等于(16)(20)=(18)(0)=(1)(8)(0)=180

所以1234×45就等于45000+9000+1350+180

45000+9000+1350+180里面有4个10000,15个1000,4个100,13个10

写成数字就是(4)(15)(4)(13)(0)

(4)(15)(4)(13)(0)

=(5)(5)(4)(13)(0)

=(5)(5)(5)(3)(0) 结果=55530

乘法的意思

(1)表示相同加数的和(倍数的本质)

“每个...有X,一共/总共有 N个,一共有多少?” (最经典模式:每份数 × 份数 = 总数)

“...有N份,每份是X,总共多少?”

“...每天/每小时/每分钟/每次做X,做了N天/小时/分钟/次,一共做了多少?”

“...每组/每排/每行/每列有X人,有N组/排/行/列,总共多少人?”

“...单价是X元,买 N个,总价/应付多少元?” (单价 × 数量 = 总价)

“...速度是每小时X公里,行驶了N小时,路程是多少公里?” (速度 × 时间 = 路程)

“...每人分X个,有N人,需要多少个?” (求总数)

“...是...的N倍,求这个数?” (如果知道“...”是多少)

“...扩大/放大到原来的N倍,是多少?” (原数 × N)

(2)表示面积、体积(本质是乘法)

“长方形长X米,宽Y米,面积是多少平方米?” (长 × 宽)

“正方形边长X厘米,面积是多少?” (边长 × 边长)

“长方体长X,宽Y,高Z,体积是多少?” (长 × 宽 × 高) (虽然涉及多个数相乘,核心是乘法)

【学生要理解】

乘法就是加法,区别在于加法是两个数字相加,乘法是多个数字相加,但是计算方法是一样的。

计算过程依然是,认识数字之后,理解每个数字的组成,再理解加法的计算过程就是将相同位值上的数字进行相加,然后再做进位处理。

效果检验

按顺序掌握以下乘法,熟练掌握以上计算,清楚每一个过程细节,并可以用不同过程和方法来计算同一个题目。观察有几种进位顺序,思考有几种简便方法。

第1关:一位数乘一位数:背诵九九乘法表

第2关:一位数乘多位数

3 × 34 = ?

3 × 234 = ?

3 × 12345 = ?

第3关:两位数乘两位数

12 × 13 = ?

25 × 16 = ?

34 × 27 = ?

48 × 59 = ?

76 × 88 = ?

第4关:两位数乘三位数

11 × 101 = ?

23 × 124 = ?

45 × 123 = ?

67 × 308 = ?

89 × 476 = ?

第5关:三位数乘三位数

101 × 101 = ?

123 × 145 = ?

234 × 456 = ?

407 × 605 = ?

789 × 983 = ?

第6关:末尾有零的乘法(简便算法)

第一组:两位数乘两位数(个位或十位含0)

20 × 13 = ? (一个乘数十位是0)

15 × 30 = ? (一个乘数个位是0)

40 × 25 = ? (一个乘数十位是0)

70 × 18 = ? (一个乘数十位是0)

80 × 50 = ? (两个乘数个位都是0)

第二组:两位数乘三位数(个位、十位或百位含0)

20 × 102 = ? (两位数十位是0,三位数十位是0)

30 × 120 = ? (两位数十位是0,三位数个位是0)

45 × 208 = ? (三位数十位是0)

60 × 305 = ? (两位数十位是0,三位数十位是0)

70 × 500 = ? (两位数十位是0,三位数百位是0)

第三组:三位数乘三位数(个位、十位或百位含0)

102 × 101 = ? (两个乘数十位都是0)

120 × 150 = ? (两个乘数个位都是0)

205 × 360 = ? (一个乘数十位是0,另一个乘数个位是0)

300 × 407 = ? (一个乘数百位是0,另一个乘数十位是0)

508 × 600 = ? (一个乘数十位是0,另一个乘数百位和个位都是0)

乘法专项练习

背诵九九乘法表

3 × 34 =3 × 234 =3 × 12345 =

12 × 13 =25 × 16 =34 × 27 =48 × 59 =76 × 88 = 

11 × 101 =23 × 124 =45 × 123 =67 × 308 =89 × 476 = 

101 × 101 =123 × 145 =234 × 456 =407 × 605 =789 × 983 = 

20 × 13 =15 × 30 =40 × 25 =70 × 18 = 

20 × 102 =30 × 120 =45 × 208 =60 × 305 =70 × 500 =

102 × 101 =120 × 150 =   205 × 360 =   300 × 407 =508 × 600 =   

第6讲 整数减法 已掌握

四则远算的学习顺序

分类

整数

小数

分数

加法

第1步

第3步

第4步

减法

第2步

第3步

第4步

乘法

第1步

第6步

第5步

除法

第2步

第6步

第5步

【老师要掌握】

1

减法是同基准量的数量分解,一分为二,是加法的逆运算。减法的计算逻辑适用于任何进制,包括混合进制。整数/分数/小数减法核心逻辑一致。

2

数形结合:减法是分解(数轴右移、面积拼接、集合分解)

3

减法计算逻辑:1.统一基准值 → 2.比较数值、处理借位 → 3. 逐位相减。

整数/分数/小数减法核心逻辑一致

4

异分母分数减法:通分,统一基准量,找到最小公倍数1/n作为共同分母 → 分子相减、分母不变 → 处理退位 → 约分。分数减法通分方法与加法一致。

带分数运算需要提前化为假分数,比如5⅓=16/3。

【讲解与实操过程】

先理解减法的意思

(1)表示剩余、还剩下、差多少

“...用去/用掉/花掉/吃掉/卖掉/飞走/离开了Y,还剩/还有/剩下多少?”

“...去掉/减去/扣除 Y,剩下多少?”

“...给/借/送了Y给别人,自己还有多少?”

“...损失/消耗/损坏/死亡了Y,剩余多少?”

“...需要 Z,已经有X,还差/还需要/还缺多少?”

“...比原来少了Y,现在是多少?” (需要知道原数)

“...距离目标还差 Y,目标是多少?” (或反之)

(2)表示比较差异(谁比谁少多少)

“A 比 B 少/矮/短/轻/便宜 多少?”

“B 比 A 多/高/长/重/贵 多少?” (求差值时等同于A比B少多少)

“...相差多少?”

(3)表示减少、降低、拿走

“...减少了/降低了/缩短了/降价了 Y,现在是多少?” (需要知道原数)

“...降价/打折 Y元,现价多少?” (原价 - Y)

“...取出/拿走/取走了Y,剩下多少?”

“...支出/花费/消费了Y元,还剩多少钱?”

“...倒出/流出/蒸发了Y,剩下多少?” (用于液体等)

计算789-654=?

789里面有7个100、8个10、9个1

654里面有6个100、5个10、4个1

可以从7个100里面拿走6个100,可以从8个10里面拿走5个10,可以从9个1里面拿走4个1。拿走之后还剩1个100、3个10、5个1,因此789-654=135。

计算123-15=?

123里面有1个100、2个10、3个1 

15里面有1个10、5个1

发现123里面只有3个1,无法拿走5个1,因此需要将一个红色方块替换成10个黄色方块,也就是将数字(1)(2)(3)转换成(1)(1)(13)。(1)(1)(13)里面有1个100、1个10、13个1,可以从中拿走数字15里面的1个10和5个1。

因此123-15=(1)(1)(33)-(0)(1)(5)=(1)(0)(8)=108

计算123-35=?

123里面有1个100、2个10、3个1 

35里面有3个10、5个1

发现123里面只有2个10,无法拿走3个10,123里面只有3个1,无法拿走5个1,因此需要将数字123进行转换:

 (1)(2)(3)

=(1)(1)(13)

=(0)(11)(13)

(0)(11)(13)里面有11个10、13个1,可以从中拿走数字35里面的3个10和5个1。

因此123-35=(1)(2)(3)-(3)(5)=(1)(1)(13)-(0)(3)(5)=()(11)(13)-(0)(3)(5)=(0)(8)(8)=88

减法跟加法一样也有无序的特点,因此123-3的借位过程也可以是这样:

123-35=(1)(2)(3)-(3)(5)=(0)(12)(3)-(0)(3)(5)=(0)(11)(13)-(0)(3)(5)=(0)(8)(8)=88

计算1000-456=?

1000里面有1个1000

456里面有4个100、5个10、6个1

于是1000-456=

  (1)(0)(0)(0)

—(4)(5)(6) 

发现个位、十位、百位上的数字不够减,于是做反向分组替换(借位):

  (0)(10)(0)(0)

—(4)(5)(6) 

发现十位、个位上的数字不够减,于是做反向分组替换(借位):

  (0)(9)(10)(0)

— (4)(5)(6)

发现个位上的数字不够减,于是做反向分组替换(借位):

  (0)(9)(9)(9)

— (4)(5)(6)

此时个位、十位、百位上的数字均能够正常做减法,于是:

  (0)(9)(9)(10)

— (4)(5)(6)

=(0)(5)(4)(4)

最后结果为544,所以1000-456=544

研究和思考,减法和加法虽然都具有无序的特点,但是减法是否和加法一样,满足交换律,也就是7-4是否等于4-7?

不满足。因为减法虽然也有无序的特点,但是减法具有方向性,这一点和加法不一样,减法的方向性决定了减法不满足交换律。

【学生要理解】

减法与加法类似,也是相同位值做计算。与加法不同的是,再做减法之前,先要观察每个位值是否够减,如果不够减,需要先做借位(分组替换)处理,直到每个位值都够减了,再做最后的相减操作。

效果检验

计算

1、789-654

2、123-15

3、123-35

4、1000-456

第7讲 除法性质+余数+整数除法 已掌握

四则远算的学习顺序

分类

整数

小数

分数

加法

第1步

第3步

第4步

减法

第2步

第3步

第4步

乘法

第1步

第6步

第5步

除法

第2步

第6步

第5步

【老师要掌握】

乘法是重复的加法,除法是重复的减法

1

除法是乘法逆向操作,也是重复的减法除法的本质是减法。2÷5里面,2是被除数,5是除数。

2

除法的两个含义(除法是研究平均分和包含的关系):

(1)平均分(总量÷份数=每份量),a÷b表示将a平均分成b份,求每份多少;

比如:问12÷4可以理解为在问把12平均分给4个人,每个人得到多少。

(2)包含(总量÷每份量=份数),a÷b也表示a中包含多少个b。也就是求一个数X,使得 X × b = a。

比如:问12÷4可以理解为在问12里面有几个4,也就是求出一个数字X使得X × 4 = 12。

【202512259将多节内容进行合并】如有重复,请忽略

除法的两个性质:“包含”和“平均分

21÷3有两个意思:

一个是问21里面包含多少个3?

另一个是问把21个东西平均分给3个人,每个人能分到几个?

计算除法的两个方法:逐步减法和长除法。

逐步减法利用了除法性质里面包含的的特性,也将除法计算的过程变成了减法计算。

长除法利用了除法平均分的特性,也将除法计算的过程变成了乘法的逆运算。

【整数除法计算】

高位到低位逐位试商(借位处理) → 乘减后得余数 → 余数不够除时补0继续。

【小数除法计算】小数除法→转分数表达→转整数除法

小数的除法表达可以先转换为分数表达,再将分子分母转换成整数形式,最终转化为整数的除法

比如1.5 ÷ 0.5 = 1.5 / 0.5 =(1.5 × 10)/(0.5 × 10)=15 / 5 = 3

【分数除法计算】分数除法→转倒数乘法

根据除法里面的包含关系,计算2/3÷4/5,本质上是需要找到一个X,使得X×4/5=2/3,

1)解法:利用比例守恒概念,两边同时乘以4/5的倒数5/4,X=2/3×5/4=10/12=5/6

2)推导出:a/b ÷ d/c = a/b × c/d=(a×c)/(b×d)

【比例】

比例a:b是描述两个量之间的大小和倍数关系,分数a/b是比例a:b的一种数值表示(商)

如:问12÷4可以理解为在问把12平均分给4个人,每个人得到多少。

(2)包含(总量÷每份量=份数),a÷b也表示a中包含多少个b。也就是求一个数X,使得 X × b = a。

比如:问12÷4可以理解为在问12里面有几个4,也就是求出一个数字X使得X × 4 = 12。

【讲解与实操过程】

先理解什么是除法,除法的意思,除法的过程。

1、理解21÷3,计算21÷3(此部分用36÷3来举例更合适)

21÷3有两个意思:

一个是问21里面包含多少个3?

另一个是问把21个东西平均分给3个人,每个人能分到几个?

【从“包含”的角度 理解21÷3的意思和计算过程】除法是减法的延申

除法是减法的延伸,21÷3就是问21里面包含有多少个3。该如何计算?

方法一:计算方法可以是将21的数量写出来,再将每个3分成一组,最后通过数数,数出有几组:

1 1 1  1  1  1  1  1  1  1  1  1  1 1 1  1  1  1  1 1 1

发现21里面有7组3,因此21÷3=7

方法二:也可以通过逐步减法的方法,找出21里面有几个3

第一步:用21减去一个3,剩余18。此时 等式可以写成21÷3=1余18(18为剩余数)

第二步:用18减去一个3,剩余15。此时 等式可以写成21÷3=2余15(15为剩余数)

第三步:用15减去一个3,剩余12。此时 等式可以写成21÷3=3余12(12为剩余数)

第四步:用12减去一个3,剩余9。此时 等式可以写成21÷3=4余9(9为剩余数)

第五步:用12减去一个3,剩余6。此时 等式可以写成21÷3=5余6(6为剩余数)

第六步:用6减去一个3,剩余3。此时 等式可以写成21÷3=6余3(3为剩余数)

第七步:用3减去一个3,剩余0。此时 等式可以写成21÷3=7余0(没有剩余数)

因此21里面包含7个3,所以21÷3=7

特别说明:在每一步的计算过程中,余数可以比“除数3”大,可以比“除数3”小,也可以和“除数3”一样大,比如:

第一步的余数18,比“除数3”大

第二步的余数15,比“除数3”大

第三步的余数12,比“除数3”大

第四步的余数9,比“除数3”大

第五步的余数6,比“除数3”大

第六步的余数3,和“除数3”一样大

第七步的余数0,比““除数3”小

但是,数学规定,再带有余数的计算结果里面,余数不能大于“除数3”,不能等于“除数3”只能小于“除数3”。因此21÷3的计算结果:

不能写成21÷3=1余18(18为剩余数)

不能写成21÷3=2余15(15为剩余数)

不能写成21÷3=3余12(12为剩余数)

不能写成21÷3=4余9(9为剩余数)

不能写成21÷3=5余6(6为剩余数)

不能写成21÷3=6余3(3为剩余数)

只能写成21÷3=7余0(没有剩余数)

理解余数只能小于除数之后,

【再从“平均分”的角度 理解21÷3的意思和计算过程】除法是乘法的逆运算

21÷3的意思也可以理解为,如何将21个东西平均分给3个人?

观察21=(2)(1),里面有2个10和1个1。

发现2个10无法分给3个人,1个1也无法分给3个人。

此时需要做逆向分组替换(借位),将1个10换成10个1,此时:

21=(2)(1)=(1)(11),发现个位数的11个1可以进行分配,每个人得到3个1之后,还剩下2个1,因此:

21÷3=(2)(1)÷3=(1)(11)÷3=“3个1” 和“余数(1个10加上2个1)“

余数(1个10加上2个1)加起来为12,超过了除数3,因此还要对余数进行平均分,此时需要计算12÷3等于多少。

12里面包含1个10和2个1,发现只有1个10和2个1,1个10无法分配给3个人,2个1也无法分配给3个人,因此需要将十位的1做借位处理,将十位的1个10转换成个位的1个10:

12=(1)(2)=(0)(12)。

此时将12个1平均分给3个人,每个人则分到4个1,并且已全部分完。

最后,每个人得到3个1和4个1,一共7个1。因此21÷3=7。

2、理解38÷7,计算38÷7

38÷7有两个意思:

一个是问38里面包含多少个7?

另一个是问把38个东西平均分给7个人,每个人能分到几个?

【从“包含”的角度 理解38÷7的意思和计算过程】除法是减法的延申

38÷7的意思是,问38里面包含有几个7?

第一步:用38减去一个7,剩余31

第二步:用31减去一个7,剩余24

第三步:用24减去一个7,剩余17

第四步:用17减去一个7,剩余10

第五步:用10减去一个7,剩余3,3个1里面无法拿出7个1,停止计算。

因此38里面包含5个7,剩余3个1,所以38÷7=5余3

【再从“平均分”的角度 理解38÷7的意思和计算过程】除法是乘法的逆运算

过程省略。。。

3、理解369÷3,计算369÷3

369÷3有两个意思:

一个是问38里面包含多少个7?

另一个是问把38个东西平均分给7个人,每个人能分到几个?

【从“包含”的角度 理解369÷3的意思和计算过程】除法是减法的延申

省略逐位相减的过程,需要理解为什么要一直相减,一直减到什么时候才停止,为什么要停止。

【再从“平均分”的角度 理解369÷3的意思和计算过程】除法是乘法的逆运算

369÷3的意思是,将369个东西分给3个人,并且让每个人得到一样多,问每个人得到多少个?

369里面包含3个100、6个10、9个1,369÷3的意思是将先“3个100”分给3个人,再将“6个10”分给3个人,再将“9个1”分给3个人。

“3个100”分给3个人,每个人得到1个100

“6个10”分给3个人,每个人得到2个10

“9个1”分给3个人,每个人得到3个1

因此平均分之后,每个人得到1个100+2个10+3个1,也就是123个。

4、类似的,从“平均分”的角度 理解352÷3的意思和计算过程

352÷3的意思是,将352个东西分给3个人,并且让每个人得到一样多,问每个人得到多少个?

352里面包含3个100、5个10、2个1,352÷3的意思是将先“3个100”分给3个人,再将“5个10”分给3个人,再将“2个1”分给3个人。

“3个100”分给3个人,每个人得到1个100

“5个10”分给3个人,每个人得到1个10,剩下2个10

“2个1”分给3个人,不够分,剩下2个1

因此平均分之后,每个人得到1个100+1个10,也就是110个。

另外剩下2个10+2个1,也就是剩下22。

22分给3个人,每人得到7个,剩下1个。因此最终每人得到110+7=117个,剩下1个。因此352÷3=117余1。

除法的意思

(1)表示平均分配(等分除)

“把X平均分成N份,每份是多少?”

“X 分给 N个人,每人分得多少?” (强调分的结果)

“...每N个装一盒/装一袋/分一组,可以装/分多少盒/袋/组?” (求份数:总数 ÷ 每份数)

“...每天吃X,可以吃多少天?” (总量 ÷ 每天消耗量 = 天数)

(2)表示包含关系(包含除)

“X里面包含有多少个Y?” (X ÷ Y)

“...每个需要Y,有X,可以做多少个?” (总量 ÷ 单个用量 = 个数)

(3)表示求每份数(单价、速度、效率、单位量)

“N个物品总价是X元,每个/单价是多少元?” (总价 ÷ 数量 = 单价)

“总共行驶X公里,用了N小时,平均速度是多少公里每小时?” (路程 ÷ 时间 = 速度)

“总共生产X个零件,用了N小时,每小时生产/工作效率是多少?” (总量 ÷ 时间 = 效率)

“X吨货物,用载重Y吨的卡车运,需要几辆?” (求辆数:总量 ÷ 每车运量,需要向上取整)

“...平均每天/每人做多少?” (总量 ÷ 天数/人数 = 日均/人均量)

(4)表示求倍数、比率、几分之几

“A 是 B 的多少倍?” (A ÷ B)

“A 占 B 的几分之几?” (A ÷ B)

“...相当于...的百分之几?” (A ÷ B × 100%)

“...折扣是多少?” (现价 ÷ 原价)

【学生要理解】

1、充分理解除法里面“包含”和“平均分”的性质。

充分理解21÷3的意思:

(1)问21里面包含几个3?

(2)将21平均分给3个人,每人得到多少个?

2、要理解做连续减法的时候,为什么要一直相减,一直减到什么时候才停止,为什么要停止。

3、对每一个除法,分别用包含和平均分的思想,进行计算。

效果检验

用“包含”和“平均分”两种思想思考出发的意思,并计算结果

1、21÷3

2、38÷7

3、369÷3

4、352÷3

第8讲 整数四则运算 已掌握

一、【掌握进制的概念和过程】

为什么会产生“分组替换”和“进制”的概念,“分组替换”和“进制”是个怎样的过程?

二、【掌握数字的组成】

每个数字由几个1、几个10、几个100、几个1000、几个10000组成(10进制)

或者每个数字由几个1、几个6、几个36、几个216、几个1296组成(6进制)

四位数1234,在10/9/8/7/6/5进制里面,1,2,3,4分别代表什么意思?

三、【加法减法的过程】

1、分解数字:将数字分解成由几个100、几个10、几个1组成;

2、个位与个位相加减、十位与十位相加减、百位与百位相加减,数出有几个100、几个10、几个1 ;
3、加法做进位分组替换:十个1替换成一个10,十个10替换成一个100,十个100替换成1个1000:

4、减法做借位分组替换:一个1000替换成十个100,一个100替换成十个10,一个10替换成十个1。

四、【乘法的概念、计算】

1、乘法就是加法,乘法是重复的加法,5 × 8等于8+8+8+8+8

2、如何计算乘法,比如12 × 123:

(1)写出12个123:

123、123、123、123、123、123、123、123、123、123、123、123。

(2)数出12个123里面,有几个100、几个10、几个1。相加后将数字写成(12)(24)(36),

(3)将(12)(24)(36)进行进位处理,写出最后。

特别说明1:乘法计算的过程只能是加法,并且是逐一相加。数形结合并不能代表乘法计算的过程,数形结合只是加快乘法计算速度的一种方法。

特别说明2:乘法的性质(“尺度的缩放”和“维度的拓展”)在学习分数之后再掌握。

五、【除法的概念、意义、计算】

1、除法就是减法,除法是连续的减法,20÷4就是20-4,再-4,再-4,在-4,在-4。

2、除法的两个重要意义:“包含”“平均分”

21÷3有两个意思:

一个是问21里面包含多少个3?

另一个是问把21个东西平均分给3个人,每个人能分到几个?

3、如何计算除法?

(1)利用“包含”的意思,进行逐步减法,“21÷3”就是“21-3”→“18-3”→“15-3”→“12-3”→“9-3”→“6-3”→“3-3”,21里面包含7个3,所以21÷3=7

(2)利用“平均分”的意义,进行数量分配,“369÷3”就是将3个100、6个10、9个1,平均给3个人,每个人得到1个100、2个10、3个1,结果是123。

重点:做完计算题目后,要让小朋友说出计算的过程,计算过程主要包括:

说清楚数字的组成。比如234里面有2个100、3个10、4个1,
说清楚运算符号的意思,和计算的过程

1)加法的意思:合二为一,两个数字加起来;

   加法计算过程:百位和百位相加、十位和十位相加、个位和个位相加,然后分组替换做进位处理。

2)减法的意思:一分为二,两个数字相减;

减法计算过程:先进行数字转换,使得百位减百位、十位减十位、个位减个位,都够减。

   3)乘法的意思:乘法就加法,是相同数字来连续相加,乘法是加法的小帮手;

乘法计算过程:将一个复杂乘法拆分成多个简单加法,然后相加求和。

   4)除法的意思:掌握包含 和 平均分 的概念

第9讲 代数的概念和计算逻辑 已掌握

这里只讲代数,不讲方程,方程和代数是两码事,方程是升级版的代数

一、几个概念

(1)代数:“代数”就是用符号代替数字,其核心是“变量”“未知数”的概念;

(2)代数表达式:含有“代数”的表达式,含有“变量”的表达式;比如3x+2;

(3)函数:函数是一种动态的、含有未知数的表达式,强调“动态”。

(4)方程:方程是含有未知数的等式,比如x+3=7;方程是动态函数的一个解,方程强调“静态”;可以先学习动态函数,再学习静态方程

(5)解方程:解方程就是计算出方程里面的未知数的过程。比如已知x+3=7,计算出x=4。

一、代数乘法的计算

“5×7=35”的意思是5个7相加等于35,也就是7+7+7+7+7=35

“5×🔺=35”意思是:

5个🔺相加等于35,也就是🔺+🔺+🔺+🔺+🔺=35。所以🔺代表的数量等于将35平均分成5份,所以🔺=35÷5=7

“🔺×7=35”意思是:

🔺数量的7加起来等于35,也就是在问35里面包含有几个7,所以🔺=35÷7=5

代数除法的计算

“35÷5”的意思:

将35平均分成5份
问35里面包含了几个5

“35÷5=7”的意思:

将35平均分成5份,每一份有7个
35里面包含了7个5

“35÷🔺”的意思:

将35平均分成🔺份
35里面包含了几个🔺

“35÷🔺=7”的意思:

将35平均分成🔺份,每一份有7个。所以🔺代表35里面包含了几个7,所以🔺=35÷7,🔺=5
35里面包含了7个🔺,也就是🔺+🔺+🔺+🔺+🔺+🔺+🔺=35,所以🔺=将35平均分成7份,所以🔺=35÷7,所以🔺=5

“🔺÷5=7”的意思:

将🔺平均分成5份,每份有7个,因此🔺等于5个7相加,🔺=5×7=35
🔺里面包含有7个5,因此🔺等于7个5相加,🔺=7×5=35

练习:

强化类似以下的练习(包含8重类型),

A + △ = B

△ + A = B

A − △ = B

△ − A = B

A × △ = B

△ × A = B

A ÷ △ = B

△ ÷ A = B

△ + 15 = 32

△ =

△ × 5 = 40

△ =

9 × △ = 27

△ =

25 + △ = 50

△ =

36 ÷ △ = 4

△ =

4 × △ = 36

△ =

△ - 7 = 18

△ =

△ ÷ 9 = 3

△ =

△ × 6 = 48

△ =

24 ÷ △ = 6

△ =

12 + △ = 29

△ =

△ + 28 = 46

△ =

△ ÷ 5 = 9

△ =

△ - 5 = 22

△ =

40 ÷ △ = 8

△ =

△ × 7 = 63

△ =

△ - 12 = 25

△ =

35 ÷ △ = 5

△ =

7 × △ = 49

△ =

10 × △ = 50

△ =

第10讲 整数混合四则运算 已掌握

一切思考的前提:

前面学过,因为数字代表物品、代表信息,因为计算符号代表处理的方法,因为数字和计算符号组成的算数表达式 代表处理信息的过程,又因为算术表达式的作用是简化实际问题的表达方式,因此:算术表达式的计算结果,必须反映出真实事件发生的结果。算数表达式的计算顺序,也必须反映出真实事件发生的顺序。算数表达式的计算顺序,是根据真实情况和经验总结出来的。再把它总结为数学规律。

要特别注意这个逻辑顺序,是先有生活经验总结,再进行计算法则的规定。

基于以上情况,进行观察和总结:

一、加法、减法混合计算没有顺序

观察加法,多个数字相加,比如5+6+7=?,将5+6+7的计算过程,想象成本身有5个苹果,又拿来了6个香蕉,又拿来了7个西瓜,问一共有多少个水果。

现在将5+6+7写成【5】【+6】【+7】

【5】是原始数量,表示原来就有5和苹果;

【+6】是一个动作,表示又拿来了6个香蕉;

所以【5+6】表示在原有5个苹果的前提下,又拿来6个香蕉,这时共有11个水果

【+7】也是一个动作,表示又拿来了7个西瓜;

根据生活经验,在原有【5】个苹果的基础上,不管先【+6】拿来6个香蕉,还是【+7】拿来7个西瓜,水果的总数都是18个。连续加法不分顺序

观察减法,从18个水果里面,先拿走7个西瓜,再拿走6个香蕉,还剩多少水果?

写成算数:18-7-6

现在将18-7-6写成【18】【-7】【-6】

【18】是原始数量,表示原来有18个水果

【-7】表示拿走7个西瓜

【-6】表示拿走6个香蕉

根据生活经验,在原有【18】个水果的基础上,不管先【-7】拿走7个西瓜,还是【-6】拿走6个香蕉,剩余的水果数量都是5个。连续减法也不分顺序

【重点】计算8-5+2=?

分析8-5+2的意思和计算过程。

可以打一个比方来描述8-5+2代表的意思和计算的过程

比如现在有8个苹果,先拿走了5个,然后有拿来了2个苹果,问剩下还有几个苹果,就可以用8-5+2来表示。

可以将8-5+2的写成【8】【-5】【+2】

【8】数字8表示8个苹果

【-5】减去5表示拿走5个苹果

【+2】加上2表示拿来2个苹果

根据生活经验,再8个苹果的基础上,不管是先拿走5个再拿来2个苹果,还是先拿来2个再拿走5个苹果,结果是不变的,都是最后有5个苹果。

因此【8】【-5】【+2】 的结果,等于【8】【+2】【-5】的结果。

所以说加法减法混合计算,不分顺序,可以先计算加法,也可以先计算减法。即使计算顺序做了调整,计算结果也不变。

这里的重点,是在做加法减法混合计算的时候,每个数字前面的符号必须带上。

带上加号或者减号的数字,才能表示一个完整的动作。比如5只代表5个苹果,-5才表示拿走5个苹果。2只代表2个苹果,+2才表示拿来2个苹果。

思考:计算8-5+2的时候,为什么不能先计算【5+2】?

因为【5+2】等于【5】【+2】

【5】代表5个苹果

【+2】代表拿来两个苹果

【5】【+2】表示在已有5个苹果的基础上,再增加2个苹果。

而实际情况中,5代表的实际意思是拿走5个苹果,拿走5个苹果应该写成-5。因此【5】【+2】的意思与实际的意思不符合,所以不能先计算【5】【+2】。除非把5前面的减号加上,变成【-5】,才能表示实际的意思。正确应该写成【-5】【+2】=-5+2。这再次说明,在做加法减法混合计算的时候,每个数字前面的符号必须带上。

总结:加法减法混合计算的时候,先计算加法或者先计算减法,都是可以的。这个并不是数学的规定,二是根据生活经验总结而来的。但是需要注意,计算每一个数字的时候,必须把数字前面的符号带上,才能正确。

二、加减法与乘法混合计算时候的优先级

思考:小朋友去超市买东西,一包糖果5元,他买了3包,又买了一瓶酸奶2元。一共需要付多少元?

因为1包糖果需要5元,所以3包糖果需要3个5元,写成加法:需要5+5+5=15元,写成乘法:需要3×5=15元。买糖果一共需要15元。

又买了一瓶酸奶,用了2元。因此买糖果和酸奶一共用了15+2=17元。

现在来思考用加法和乘法应该怎么表达。

一共需要付多少元 写成算数表达式就是3×5+2元,或者2+3×5元。

所以3×5+2应该等于17,2+3×5也应该等于17。

首先观察“3×5+2”的计算顺序:

如果从左往右计算,先算乘法、再算加法,结果等于15(3×5)加上2,等于17。结果正确。说明“从左往右计算,先算乘法、再算加法”的顺序是对的。

如果从右往左计算,先算加法、再算乘法,结果等于7(5+2)乘以3,等于21。与实际情况不符合。因此“从右往左计算,先算加法、再算乘法”的顺序是错误的。

再观察“2+3×5”的计算顺序:

如果从左往右计算,先算加法、再算乘法,结果等于5(2+3)乘以5,等于25。与实际情况不符合。因此“从左往右计算,先算加法、再算乘法”的顺序是错误的。

如果从右往左计算,先算乘法、再算加法,结果等于15(3×5)加上2,等于17。结果正确。说明“从右往左计算,先算乘法、再算加法”的顺序是对的。

因此,当加法和乘法在一起计算的时候,要先算乘法、再算加法。

思考:为什么是先算乘法、再算加法。

因为乘法的意思就是“连续的加法”,是一块相同数字的加法,比如3×5就是5+5+5,3×5本身就是一块整体。如果先计算加法,就是如果先计算“2+3”或者“2+5”,那么乘法就遭到了破坏,所以这种顺序是错的。

结论:“乘法”优先级高于“加法”,当加法和乘法在一起计算的时候,要先算乘法、再算加法

同样的思路,可以推导出:

“乘法”优先级高于“减法”,当减法和乘法在一起计算的时候,要先算乘法、再算减法。

三、加减法与除法混合计算时候的优先级

思考:手上本身有2个苹果,又拿走了桌上的6个苹果的一半,问最后手上有几个苹果?

因为“6个苹果的一半”是3个苹果,手上本身有2个苹果。加起来一共是5个苹果。

写成算术表达式就是2+6÷2。因此2+6÷2应该等于5。

观察“2+6÷2”的计算顺序

如果是从左往右计算,先计算【2+6】,然后再【÷2】,那么结果是4,与实际情况不符合。

如果先计算【6÷2】,然后再+2,那么结果是5,符合实际情况,所以规数学规定,当有加减法和除法的时候,要先计算除法,再计算加减法。

四、乘法除法混合计算的优先级

因为涉及分数的概念和知识,这里只说结论,乘法和除法没有先后顺序,乘法除法的顺序可以交换。

小结

当同时出现加法减法乘法除法的时候

先计算乘法和除法

乘法和除法计算没有先后顺序

后计算加法减法

且加法减法的计算也没有先后顺序。

有一种特殊的情况,需要先计算,就是先计算括号里面的数字,比如(3+5)×2

括号的意思是,规定需要先计算里面的内容

所以局括号里面的内容要最先计算

然后再将括号里面的结果做乘除法计算

最后将乘除法计算的结果 做加减法计算

现在,需要通过大量的练习,将前面所学的知识全部联系起来,核心练习为:

1、十进制整数和小数的混合四则运算(不包含 小数乘除法)

2、其他进制整数和小数的混合四则运算(不包含 小数乘除法)

3、混合禁进制整数和小数的混合四则运算(不包含 小数乘除法)

效果检验

计算以下题目、并用算数表达式来举一个生活中的例子

计算2+3×5,为什么不等于30,应该等于多少

【加减乘除计算的先后顺序】

先计算括号

再计算乘法除法,乘法除法无先后顺序

最后计算加法减法,加法减法无先后顺序

强化练习

正整数四则运算重难点与易错点专项练习(35题)

第一部分:基础运算顺序(考察“先乘除,后加减”)

25+3×4−10=

60−12÷3+5=

8×4+18÷3=

42÷7×2−5=

100−4×5×3=

第二部分:括号的运用(考察括号改变运算顺序的能力)

(25+3)×4−10=

60−12÷(3+1)=

8×(4+18)÷3=

42÷(7×2)−5=

(100−4)×5×3=

360÷(12÷2×3)=

15×(20−12÷4)=

第三部分:除法与减法的特性(考察余数和不够减的情况)

100÷3×2=(结果保留整数)

50−6×8= (注意运算顺序和结果符号)

27÷5+13×2=

(17−20÷5)×3=

81÷(3×3)+7=

40−55÷5×3=

第四部分:混合运算与连续运算(综合考察运算顺序)

12+24÷6×2−5=

48÷8×3÷2=

9×4−30÷5+7=

6×7+64÷8÷2=

100−4×(5+3×2)=

(80−35)÷5×(7+3)=

36÷6×5÷(10÷2)=

第五部分:易错点与“陷阱题”(重点考察审题和细致程度)

16÷4×2= (易错成先乘后除)

24−12+12−24=

5×0÷5+5=

10+20÷10+20=

100÷10×10=

8+8÷8+8×0=

(5+15)÷(5×2)=

6×5−3×2×2=6

480÷6÷4×2= (注意连续除法的顺序)

99−99÷99+99×1=

第11讲 乘除巧算:特殊数字速算 已掌握

“数字补充”和“数字拆分”是一类计算技巧,常用语加减乘除计算中
“特殊数字速算”技巧是第二类计算技巧,主要用于乘法除法。以下是掌握“特殊数字速算”技巧的步骤。

第一步:先掌握一个数字乘除 ×/÷ 10,×/÷ 100,×/÷ 1000 这类的计算规律并理解其计算原理。并不是单纯理解为数字后面加减0,而是在理解位值原理和进制原理的基础之上,再来理解位值的变换。

第二步:掌握常见特殊数字(如5、25、125、11、9、99、101等)的运算规律。

关于“5”的家族:×5, ×25, ×125

核心思想:转化为×10、×100、×1000再调整。

× 5 = × 10 ÷ 2 (添0再折半) 例:348 × 5 = 3480 ÷ 2 = 1740

÷ 5 = ÷ 10 × 2 (缩小10倍再翻倍) 例:740 ÷ 5 = 74 × 2 = 148

× 25 = × 100 ÷ 4 (添00再÷4) 例:88 × 25 = 8800 ÷ 4 = 2200

÷ 25 = ÷ 100 × 4 (缩小100倍再×4) 例:600 ÷ 25 = 6 × 4 = 24

× 125 = × 1000 ÷ 8 (添000再÷8) 例:72 × 125 = 72000 ÷ 8 = 9000

÷ 125 = ÷ 1000 × 8 (缩小1000倍再×8) 例:2000 ÷ 125 = 2 × 8 = 16

快速心算根基:

× 4 = × 2 × 2 (两次翻倍) 例:35 × 4 = 70 × 2 = 140

÷ 4 = ÷ 2 ÷ 2 (两次减半) 例:140 ÷ 4 = 70 ÷ 2 = 35

× 8 = × 2 × 2 × 2 (三次翻倍) 例:15 × 8 = 30→60→120

÷ 8 = ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 (三次减半) 例:240 ÷ 8 = 120→60→30

关于“9”的家族:×9, ×99, ×999...

核心思想:凑整后减去自身。

× 9 = × (10 - 1) = × 10 - 自身

× 99 = × (100 - 1) = × 100 - 自身

× 999 = × (1000 - 1) = × 1000 - 自身

例:67 × 99 = 6700 - 67 = 6633

关于“11”的乘法

A. 两位数×11口诀:“两头一拉,中间相加,满十进一”

ab × 11 = a (a+b) b (若a+b<10)

ab × 11 = (a+1) (a+b的个位) b (若a+b≥10,向百位进1)

例:34 × 11 = 3 (3+4) 4 = 374

例:78 × 11 = 7 (7+8) 8 = 7 (15) 8 = (7+1) 5 8 = 858

B. 多位数×11:错位相加(本质是分配律)。

关于“101, 1001...”的乘法

核心思想:自身重复。

a × 101 = a × 100 + a = 100a + a

a × 1001 = a × 1000 + a = 1000a + a

例:87 × 101 = 8700 + 87 = 8787

接近整百的数:×98, ×102, ×97, ×103等

核心思想:分配律,凑整。

× 98 = × (100 - 2) = × 100 - × 2

× 102 = × (100 + 2) = × 100 + × 2

例:56 × 98 = 5600 - 112 = 5488

例:56 × 102 = 5600 + 112 = 5712

这种特殊的乘除法练习很有用,能帮助你快速掌握以 10、5、20、25、50 等特殊数字为基础的简化运算方法。类似一下这种

多练习,在练习中找感觉

第12讲 速算通用算理 已掌握

速算通用算理 = 加减乘除基本算理+补数凑整技巧/数字拆分凑整技巧+特殊数字速算

总的来说,还是前期知识扎实程度的体现,基本没有技巧,只是需要理解和熟练掌握加减乘除的基本算理。

加法先拆分或补充数字,变成方便计算的整数,然后再按照加法通用算理来计算(个位与个位相加,十位与十位相加,百位与百位相加,千位与千位相加,万位于万位相加,然后再做进位分组替换。)

减法先拆分或补充数字,变成方便计算的整数,然后再按照减法通用算理来计算(个位与个位相减,十位与十位相减,百位与百位相减,千位与千位相减,万位与万位相减,然后做借位分组替换)

乘法先拆分或补充数字,变成方便计算的整数,然后再按照减法通用算理来计算(将一个复杂乘法拆分成多个简单乘法,然后再做加法)

除法:第一步,先将复杂数字拆分成简单数字的相加;第二步,利用除法平均分和包含的性质计算,算出每一个简单的除法;第三步,将第二步的简答除法的结果相加。

《极简算数史》讲了四则运算算理的由来,《简明使用速算法》总结了四则运算的通用算理。通用算理可以进行任意加减乘除的快速计算。在此阶段,学生掌握加减乘除的通用算理(也叫通用方法),已经非常不错,意味着小学开始阶段已经打好了非常好的计算基础。这个阶段不需要钻牛角尖去进行特殊的计算技巧训练,任何的计算技巧都是基于通用算理而延伸出来的。学生需要掌握的是通用算理,通用算理掌握之后,随着做题量的增加,哪些看似炫酷的速算技巧便能顺其自然的掌握。如果家长被哪些炫酷的速算技巧所蒙蔽,那便是本末倒置。

结算性总结:学习至此,意味着小学的计算板块已初步学完,这是小学最最最难,最最最枯燥,最最最看不到成绩的阶段,也是最最最重要的阶段。掌握并吃透算理,是后期所有数学知识学习的基础,如果这个阶段学的扎实,后期将会一马平川,如果这一阶段的学习,注入水分,自欺欺人,后期的学习将会苦不堪言。

第一阶段的最后一讲,将是四则远算一题多解,将考察一阶段前面所学的所有知识,每一个题目能想到的解题方法越多,代表知识学得越扎实。

之后的第二阶段,将会进行代数和应用题的学习,学生的能力将开始达到突飞猛进的阶段。在学习代数和应用题的时候,依然不要忘记每天进行复杂的四则运算训练,目的是为了巩固对算理的掌握。数量不需要太多,练手即可。

第13讲 整数四则运算一题多解 已掌握

以下解题方法不完全固定,每个小朋友在练习过程中逐渐总结、逐渐掌握、逐渐丰富、最终内化吸收。

当小朋友学到这个阶段,每次练习计算题的时候,多思考能否有其他计算的方法。要追求每次练习的质量,切勿追求数量。

乘法计算方法

利用常规乘法算理计算:先计算几个100、几个10、几个1,然后做相加。

比如35×23=30×23+5×23=30×20+30×5+5×20+5×3

补数凑整,将接近整数的数字先凑成整数。

比如56×98=56×(100-2)=56×100-56×2

3、拆分凑整,将接近整数的数字先拆分成整数。

比如56×104=56×(100+4)=56×100+56×4

特殊数字速算。比如:

× 4 = × 2 × 2

× 8 = × 2 × 2 × 2 

× 5 = × 10 ÷ 2

× 25 = × 100 ÷ 4

× 125 = × 1000 ÷ 8

除法计算方法

1、利用除法“包含”的性质

利用除法“平均分”的性质,“竖式计算”就是平均分
补数凑整(被除数),将接近整数的数字先凑成整数。

比如195÷5=(200-5)÷5 = 200÷5-5÷5

拆分凑整(被除数),将接近整数的数字先拆分成整数。

比如220÷4=(200+20)÷4 = 200÷4+20÷4

特殊数字速算。比如:

÷ 4 = ÷ 2 ÷ 2 

÷ 8 = ÷ 2 ÷ 2 ÷ 2 

÷ 5 = ÷ 10 × 2

÷ 25 = ÷ 100 × 4

÷ 125 = ÷ 1000 × 8

加法计算方法

1、利用常规加法算理计算,逐位相加,再进位

2、凑整(补数凑整+拆分凑整)

减法计算方法

1、利用常规减法算理计算,先借位,再逐位相减

2、凑整(补数凑整+拆分凑整)

第14讲 负数与相反数 已掌握

前面学的算数,无论加减还是乘除,结果就是正数或者0,这是因为生活中的常规计算基本不会出现负数,比如说在生活中3-5这种情况是不会出现的,只有3个东西,不会再拿走5个。

基于以上背景,我们掌握了

1、数字的组成

数字的计算:

1)加法 合二为一 

2)减法 一分为二

现在我们要理解什么是负数、负数的组成、负数的计算,并且将以上三块内容和前面学的正数部分,融合起来

先理解2个概念和1个工具:

概念一:负数(用数轴工具来解释)
概念二:相反数(用数轴工具来解释)
工具:数轴(作用:知道两个数字之间的距离,比如7-5=2)

数轴的两个作用:

1)通过加减体现出数字的左右移动

比如5 - 2表示5向左移动2格,5 +(-2)也表示5向左移动2格,所以5 - 2 = 5 +(-2)

2)减法 可以在数轴上体现出两个数字的距离,比如7-5=2,

因此,5 - 2表示5和2之间的距离,所以5 - 2 = 3

5 -(-2)表示5和-2之间的距离,所以 5 -(-2)= 7 = 5 + 2 

因此得出结论:减去一个负数,等于加上他的相反数

10 -(5 - 2)= 10 -(5 +(- 2))=10 - 5 -(-2)=10 - 5 + 2

然后掌握负数的组成和负数的计算

负数的组成:与正数的组成类似,也是有几个100、几个10、几个1来组成的

负数的计算

第15讲 包含未知数的四则运算 已掌握

以下将按照从易到难的清晰阶梯,为每一类方程提供明确的类别定义和配套的10道练习题。结合数学学习效果【精华】来理解小朋友掌握的过程和顺序,特别是理解

10+3×(-X)=10+(-3×X)=10-3×X,中间的过程就是小朋友理解的过程,不能省略。

第一类:基础一步方程 (核心:直接逆运算)

定义:只需一次逆运算(加/减、乘/除)即可求出未知数 x。这是建立方程概念和解题信心的起点。

x+8=15

x−12=7

5x=45 (注:5x 即 5 × x)

x÷3=9

19=x+4(等式两边位置交换,概念不变)

9x=81

x÷6=7

23=x−5 (引导:把 x-5 看成一个整体,它等于23)

36÷x=9 (重点:转化为 x × 9 = 36)

50=5x

第二类:简单两步方程 (核心:引入“整体”思想)

定义:未知数 x 经过两次运算。关键在于把包含 x 的部分看作一个整体。

2x+5=17 (整体是 2x,先减5,再除2)

3x−7=20

x÷4+2=10(整体是 x ÷ 4,先减2,再乘4)

5(x−1)=30(整体是 (x-1),先除5,再加1)

18=4x+2(等式两边位置交换)

6x−12=24

2+x÷3=8 (整体是 x ÷ 3)

8(x+2)=64

40=8(x−2)(先化为 5 = x - 2)

3x+9=36

第三类:需合并同类项的方程 (核心:化简)

定义:方程的同一边有多个含 x 的项或常数项,需要先合并化简。

·

第四类:未知数出现在等式两边 (核心:“移项”基础)

定义:未知数 x 同时出现在等号的左边和右边。目标是运用“等式两边同时加/减同一个数或式子”,将所有含 x 的项聚集到一边。

2x=x+9 (两边同时减去 x)

5x=12+2x (两边同时减去 2x)

x+10=4x (两边同时减去 x)

3x−5=x+7(先两边同时减 x 得 2x - 5 = 7,再加5)

6x+2=4x+10

8−x=3x (建议:两边先加 x,得 8 = 4x)

2x+15=5x−3 (注意右边是 5x - 3,移项后得到正数)

9x−7=5x+13

4x+20=7x+2 (确保移项后常数为正)

2(x+1)=x+9 (先展开:2x+2 = x+9,再移项)

第五类:综合型方程 (核心:多步骤化解归)

定义:综合了去括号、合并同类项、移项等多个步骤。

2(x−3)+5=17(先去括号:2x - 6 + 5 = 17,合并常数)

3(2x+1)=21 (先去括号:6x + 3 = 21)

4x−2(x−1)=10(注意括号前是减号:4x - 2x + 2 = 10)

5x+3=2(x+6)(展开右边:5x+3=2x+12)

7x−(4x−5)=20(去括号:7x - 4x + 5 = 20)

2x+3(x−4)=18 (合并:2x+3x-12=18 -> 5x-12=18)

3x+8=2(2x−1)(展开右边:3x+8=4x-2)

10−2x=3(x−2)(展开右边:10-2x=3x-6)

4(2x+5)=3(x+15) (两边展开:8x+20=3x+45)

5x−3(4−x)=14 (去括号:5x - 12 + 3x = 14,合并为 8x-12=14)

第一次集中复习与强化

通过前面1-15讲的学习,掌握了以下知识:

“数”的诞生,以及如何“数数”。
“进制”的诞生,与“数字”的组成。
数字的计算:加减乘除的①产生的原因、②含义、③计算原理、④计算过程、⑤简便计算方法。
包含未知数的四则运算。

基于以上掌握的知识,可以解决以下问题:

基于十进制整数的各种四则运算。
同一个数量在不同进制下的表达,与转换。
代数的计算与化简。
第16讲 小数加减法 已掌握

四则远算的学习顺序

分类

整数

小数

分数

加法

第1步

第3步

第4步

减法

第2步

第3步

第4步

乘法

第1步

第6步

第5步

除法

第2步

第6步

第5步

【学生要理解】

1、小数是整数的自然延伸

2、小数是为了更精确的统计数据

3、小数加法与整数加法的方法一致

【讲解与实操过程】

10个10相加,分组替换后得到1个100,1个100可以分解成10个10相加;

10个1相加,分组替换后得到1个10,1个10可以分解成10个1相加;

10个0.1相加,分组替换后得到1个1,1个1可以分解成10个0.1相加;

0.2里面有2个0.1,0.5里面有5个0.1,1.5里面有1个1和5个0.1,12.5里面有1个10、2个1和5个0.1。12.5=1×10+2×1+5×0.1。

计算12.3+45.6=?

12.3里面有1个10、2个1、3个0.1

45.6里面有4个10、5个1、6个0.1

12.3+45.6加起来一共有5个10、7个1、9个0.1,因为不用进位,所以=57.9

计算45.6+78.9=?

45.6里面有4个10、5个1、6个0.1

78.9里面有7个10、8个1、9个0.1

45.6+78.9加起来一共有11个10、13个1、15个0.1,写成数字为(11)(13).(15)

(11)(13).(15)

=(12)(3).(15)

=(12)(4).(5)

=(1)(2)(4).(5) 所以45.6+78.9=124.5

0.1再分解,可以分解成10个0.01;0.01再分解,可以分解成10个0.001

因此1.234里面有1个1、2个0.1、3个0.01、4个0.001

1.034里面有1个1、0个0.1、3个0.01、4个0.001

1.234+1.034里面有2个1、2个0.1、6个0.01、8个0.001,结果=2.268。

同样的计算步骤,1.034+1.023=1.057(读作1点零57),1.003+1.004=1.007(读作1点零零7)。

1.235+1.215=1.450,最后的0可以省略,1.235+1.215=1.450=1.45(读作1点45)。

计算1.23+6.78=?

1.23里面有1个1、2个0.1、3个0.01

6.78里面有6个1、7个0.1、8个0.01

1.23+6.78里面有2个1、9个0.1、11个0.01,加起来等于(2).(9)(11),第一次进位后等于 (2).(10)(1),第二次进位后等于 (3).(0)(1),结果为3.01

效果检验

算12.3+45.6=?,45.6+78.9=?,1.23+6.78=?

分解数字+位值相加+分组替换,思考进位顺序能否变化。

小数减法

四则远算的学习顺序

分类

整数

小数

分数

加法

第1步

第3步

第4步

减法

第2步

第3步

第4步

乘法

第1步

第6步

第5步

除法

第2步

第6步

第5步

【老师要掌握】

小数减法就是整数减法的延申,方法和逻辑与整数减法一致

【讲解与实操过程】

计算4.32-1.43=?

4.32里面有4个1、3个0.1、2个0.01

1.43里面有1个1、4个0.1、3个0.01

观察4.32里面只有3个0.1,不够拿出4个0.1,4.32里面只有2个0.01,不够拿出3个0.01,因此将数字4.32做借位处理,直到个位上能拿走1个,十分位上能拿走4个,百分位上能拿走3个:

4.32-1.43=(4).(3)(2)—(1).(4)(3)

=(3)(13)(2)—(1).(4)(3)

=(3)(12)(12)—(1).(4)(3)

=(2).(8)(9)

=2.89

第17讲 分数的由来和含义 已掌握

【分数的由来】分数产生的原因是因为平均分的时候 不够分,真正的分数会小于1,也叫做真分数。

一、分数的产生于表示

思考:将15个苹果分给4个人,每个人分几个苹果

将15个苹果分给4个人,每个人除了得到3个,还剩下3个,这3个不够4个人分,这时候就用3/4来表示剩余3个苹果里面,每个人分得的苹果数量,最后每个人得到3+3/4个苹果。 这里的3/4就是分数。 3/4比1要小

总结:当每个人无法分到一个整数的时候,分数便诞生了,或者说分数产生的原因是因为平均分的时候 不够分,真正的分数会小于1,比如1/3,2/5这些,是真正的分数,也叫做真分数。分数的诞生就是解决无法整除的问题。分数很久之前就产生,有分数的时候还没有小数的概念。

分数由分子、分母、分数线组成。分子表示总共有几个东西,分母表示将所有东西分成多少份。比如3/7表示将1个东西分成7份,取其中的3份

二、分数的大小

通过切蛋糕来理解分数的大小,且分子全部为1,大小分子为1的时候,分母越大分数代表的数字越小。

一个蛋糕切成8份,每一份就是1/8,两个一份加起来就是2个1/8,1/8+1/8就等于2/8,三个加起来就是3/8,发现在分母一样的情况下,分子越大分数越大。这个时候可以做一些分相同分母情况下,比较大小的练习。比如4/9和6/9比较大小

三、图像法分数大小的比较

比较3/4和2/3的大小

通过面积的比较发现2/3比3/4小,

通过以上学习,我们掌握了

1、分数产生的原因:苹果不够分了

2、如何写分数,分子和分母

3、分数的意思和大小。1/3表示将1个蛋糕平均分成3份,取其中的一份。3/4的意思是将1个蛋糕平均分成4份,取其中的3份

4、如何简单比较分数的大小,通过切蛋糕(图像法)来比较分数的大小

第18讲 参考值的概念与分数大小比较 已掌握

我们知道3/4比2/4大,是因为3/4里面有3个1/4,2/4里面有2个1/4,

所以3/4>2/4。同样的道理可以知道5/10<7/10。发现,分母一样的情况下,分子越大,分数越大

同样的也会发现,在分子一样的情况下,分母越大,分数越小。

那么思考:在分子和分母都不一样的情况下,如何比较分数的大小。

现在我们需要探索1/2和2/4、3/4和5/6的大小?

我们在比较1/2和3/4大小的时候,是把1/2拆开成2个1/4,然后2个1/4和3个1/4就能比较大小了,这里的1/4就是参考值的概念。

2/3的参考值是1/3,3/8的参考值是1/8,3/9的参考值是1/9

两个分数的参考值要一样,才能比较大小

比如:比较2/7和3/7的大小

因为2/7和3/7的参考值都是1/7,所以两个可以比较大小。2/7里面有2个1/7,3/7里面有3个1/7,因此3/7比2/7要更大。

不同参考值的分数不能直接比较大小,比如1/2和1/3没法直接比较大小。

必须将1/2和1/3的参考值变成一样,才能比较大小。

1/2和1/3共同的参考值是1/2*3

说明:【1/2和1/3共同的参考值是1/2*3】的原因,现阶段不用告诉小朋友,先让小朋友记住答案。因为涉及比例缩放和通分的知识,而这部分知识如果现阶段直接讲解,会太空洞,要等小朋友多接触一些分数有了感觉之后再讲解比例缩放的知识。

所以1/2和1/3的共同的参考值是1/6

1/2=3个1/6

1/3=2个1/6

所以1/2比1/3多一个1/6,所以1/2比1/3要更大

说明:1/2=3个1/6和1/3=2个1/6是通过图像分蛋糕得出的结论。所计算几个之后,小朋友会找到规律,比如因为3*5=15,所以1/3=5*1/15。这部分知识也涉及比例缩放,因此目前先让小朋友死记硬背或者自己找到规律。

同样的思考逻辑和方法,让小朋友比较1/3和1/5,2/3和3/5的大小

2/3的意思是2个1/3

3/5的意思是3个1/5

1/3和1/5因为参考值不一样,所以不能直接比较大小。

为了比较1/3和1/5的大小,必须让1/3和1/5换成同样的参考值,这个参考值就是1/15(死记硬背或者自己总结)

所以1/3=5*1/15

1/5=3*1/15

所以2/3=2*1/3=2*5*1/15=10*1/15=10/15

3/5=3*1/5=3*3*1/15=9*1/15=9/15

因此2/3比3/5要大

类似的,可以通过大量的分数比较来了解分数、熟悉分数。这个阶段至少要对比30组以上的分数,并且要掌握比较的逻辑和过程。掌握之后,进行下一步 分数的

第19讲 分数加减 已掌握

四则远算的学习顺序

分类

整数

小数

分数

加法

第1步

第3步

第4步

减法

第2步

第3步

第4步

乘法

第1步

第6步

第5步

除法

第2步

第6步

第5步

分数加减的先决知识是学会比较分数的大小(第18讲)

如果两个分数的参考值一样,就可以直接计算。如果参考值不一样,就先要找到两个分数共同的参考值,才能做计算。

比如计算2/3-3/5=?

2/3=2*1/3=2*5*1/15=10*1/15=10/15

3/5=3*1/5=3*3*1/15=9*1/15=9/15

所以2/3-3/5=10/15-9/15=1/15

其实分数的加减没有难度。难度在于理解并掌握比较分数大小的原理和方法,在于参考值的概念。因此掌握分数加减知识的顺序为

理解参考值的概念
理解比较分数大小的原理(参考值必须一样)
掌握比较分数大小的方法(找到共同的参考值)

分数加减及栓的原理和方法掌握之后,需要配合小批量的每日练习,来加深对分数的理解,加深对参考值的理解,感受到分数与参考值之间“包含”的关系

第20讲 数的缩放与分数乘法 已掌握

四则远算的学习顺序

分类

整数

小数

分数

加法

第1步

第3步

第4步

减法

第2步

第3步

第4步

乘法

第1步

第6步

第5步

除法

第2步

第6步

第5步

【数的缩放】这部分知识是理解比例概念的基础,因为比例其实就是两个数同时缩放

【数的缩放】这部分内容需要通过大量的比例缩放动画,来让小朋友感受和理解比例,10*2就是将10放大到原来的2倍,10*5就是将10放大到原来的5倍,如果用长度来解释,就可以理解为一个棍子的长度放大。类似的10*1/2就是将10缩短为原来的一半。等等、以此类推,更重要的还是通过视频的方式来直观感受比例的意思

所有分数的乘法,都可以理解为数字的缩放(或者反复缩放)

理解并掌握分数的乘法,只需要理解和掌握【数的缩放】即可

【以下内容还需斟酌,过于复杂,简单问题复杂化了】

【分数乘法计算】

思路:统一基准量(无需通分) → 分组相乘 → 处理约分。

(a/b) × (c/d)=(a×c) / (b×d)是根据比例守恒和乘法的尺度缩放性质推导而来

步骤:分子×分子、分母×分母 → 约分。

证明过程:根据乘法尺度缩放的性质,解释复核比例。例:证明2/3 × 4/5 = 2×4 / 3 ×5

1)2/3表示将基本量【1】先放大到2倍,再缩小到1/3,先后顺序可调。2/3 = 1 × 2/3;

2)2/3 × 4/5 = 1 × 2/3× 4/5,表示将【 1 × 2/3】先放大到4倍,再缩小到1/5;

2/3 × 4/5表示将【1】连续放大2次,再缩小2次,结果= 2×4 / 3 ×5;

4)根据比例守恒和乘法的尺度缩放性质,可以推导出符合比例(a/b) × (c/d)=(a×c) / (b×d)

此结果无需证明,但可以通过数形结合加以验证。

第21讲 分数除法 已掌握

四则远算的学习顺序

分类

整数

小数

分数

加法

第1步

第3步

第4步

减法

第2步

第3步

第4步

乘法

第1步

第6步

第5步

除法

第2步

第6步

第5步

【先从除法包含的性质来切入分数除法】

【先理解整数除以分子为1的分数的过程和实质,比如3÷1/4】
比如,先思考2÷1/2的关于?实际就是计算2里面包含有几个1/2,因为1里面包含2个1/2,所以2里面包含4个1/2,所以2÷1/2=4

类似的,可以计算出3÷1/2=6,4÷1/2=8.

这时,小朋友就知道2÷1/2=2×2=4,3÷1/2=3×2=6,4÷1/2=4×2=8,以此类推,小朋友就能掌握类似7÷1/11这种的结果,就等于7里面包含7个1/1,所以7÷1/11=7×11=77

【再理解整数除以分子为2的分数的过程和实质,比如3÷2/4】

我们知道12÷2=6是在计算12里面包含了6个2,而12÷4这里的4比12÷2里面的2要大,所以12里面包含4的数量比包含2的数量要少,经过计算我们知道12里面只包含了个3。

我们发现12÷2=6和12÷4=3这两个计算里面,都是将12这个数量进行分割,如果分割的数字由2变成4,变成以前的2倍,那么结果(或者说包含的数量)就是原来结果的一半(1/2)。如果分割的数字由2变成6,变成以前的3倍,那么结果(或者说包含的结果)就是原来结果的1/3。

【分数除法计算】分数除法→转倒数乘法

根据除法里面的包含关系,计算2/3÷4/5,本质上是需要找到一个X,使得X×4/5=2/3,

1)解法:利用比例守恒概念,两边同时乘以4/5的倒数5/4,X=2/3×5/4=10/12=5/6

2)推导出:a/b ÷ d/c = a/b × c/d=(a×c)/(b×d)

效果检验

第一部分:分数乘法计算题 (难度由简到难)

A. 基础乘法 (直接计算)

(1/3) × (2/5)

(3/4) × (2/7)

2 × (3/8) (提示:2 = 2/1)

(5/6) × 4

B. 进阶乘法 (需要约分)

5. (4/5) × (15/16) (提示:4和16,5和15可以约分)

6. (9/14) × (7/27)

7. (12/25) × (5/18)

8. (8/9) × (3/4) × (1/2) (提示:连乘,整体约分)

C. 挑战乘法 (带分数、复杂约分)

9. 1(1/2) × 2(2/3) (提示:先将带分数化为假分数 (3/2) × (8/3))

10. (3/8) × 0.75 (提示:将小数化为分数,0.75 = 3/4)

11. (22/35) × (7/11) × (5/2)

12. (1/2) × (2/3) × (3/4) × (4/5) × (5/6) (提示:寻找连锁约分的规律)

第二部分:分数除法计算题 (难度由简到难)

A. 基础除法 (直接求倒数计算)

13. (2/3) ÷ (4/5)

14. (5/8) ÷ (3/4)

15. (7/9) ÷ 2 (提示:2 = 2/1)

16. 6 ÷ (3/5)

B. 进阶除法 (需要约分)

17. (9/10) ÷ (3/5)

18. (4/15) ÷ (8/25)

19. (12/13) ÷ (18/39)

20. (5/12) ÷ (10/3) ÷ (1/4) (提示:连续除以几个数,等于乘这几个数的倒数)

C. 挑战除法 (带分数、复杂运算)

21. 3(1/3) ÷ 1(2/9) (提示:化为假分数 (10/3) ÷ (11/9))

22. (5/7) ÷ 0.625 (提示:将小数化为分数,0.625 = 5/8)

23. (1/2) ÷ (2/3) ÷ (3/4) ÷ (4/5) (提示:连续运算,注意顺序)

24. 一个数的 (5/6) 是 (10/21),求这个数。 (提示:本质是除法 (10/21) ÷ (5/6))

第22讲 小数乘除法 已掌握

四则远算的学习顺序

分类

整数

小数

分数

加法

第1步

第3步

第4步

减法

第2步

第3步

第4步

乘法

第1步

第6步

第5步

除法

第2步

第6步

第5步

前提是小朋友已经掌握了小数的加减法,在此基础上,需要先让小朋友练习掌握小数和分数的转换,知道如何将一个小于1的小数转换成分数来表达。知道小数和分数的转化之后,再学小数的乘除法就很简单。

【讲解与实操过程】

【小数乘法计算】小数乘法 → 转分数乘法

小数的乘法计算本质上是分数的乘法,可以把小数的乘法转换成分数的乘法。

比如0.3 × 0.2 = 3/10 × 2/10 = 6/100 = 0.06

【小数除法计算】小数除法→转分数表达→转整数除法

小数的除法表达可以先转换为分数表达,再将分子分母转换成整数形式,最终转化为整数的除法

比如1.5 ÷ 0.5 = 1.5 / 0.5 =(1.5 × 10)/(0.5 × 10)=15 / 5 = 3

效果检验

第一部分:小数乘法计算题 (难度由简到难)

A. 基础乘法 (一位小数乘整数)

0.3 × 4

1.5 × 6

0.7 × 8

2.4 × 5

B. 进阶乘法 (小数乘小数,积的小数位数)

5. 0.6 × 0.5

6. 1.2 × 0.4

7. 0.25 × 0.8

8. 3.1 × 0.03

C. 复杂乘法 (多位小数,需补零)

9. 0.12 × 0.05

10. 0.405 × 0.2

11. 1.04 × 2.5

12. 0.012 × 0.25

D. 综合应用 (连乘,整数运算规律)

13. 0.8 × 1.25 × 10

14. 2.5 × 3.2 × 0.5

15. 12.5 × 0.08 × 0.5

16. 0.25 × 4.4 × 8

第二部分:小数除法计算题 (难度由简到难)

A. 基础除法 (整数除以整数,商为小数)

17. 5 ÷ 2

18. 7 ÷ 4

19. 9 ÷ 5

20. 12 ÷ 8

B. 进阶除法 (小数除以整数)

21. 3.6 ÷ 6

22. 4.8 ÷ 4

23. 0.45 ÷ 9

24. 1.44 ÷ 12

C. 复杂除法 (小数除以小数,移动小数点)

25. 4.5 ÷ 0.5

26. 3.6 ÷ 0.09

27. 0.56 ÷ 0.7

28. 0.144 ÷ 0.12

D. 挑战除法 (多位小数,需补零)

29. 1.25 ÷ 0.25

30. 0.36 ÷ 0.004

31. 4.8 ÷ 0.012

32. 0.005 ÷ 0.025

第23讲 数的位置与数字的转化

本节很总要,要总结前面几讲的内容。

【现在数轴上找一个数】,然后用整数、小数、分数(真分数、假分数、带分数、百分数)来表达这个数,这样的目的,首先是让小朋友明白一个数在数轴上的位置(这一点很重要,这是数感的基础之一),其次才是让小朋友知道这个数字该怎么用整数、小数、分数来表达

具体内容如下

整数、小数、分数(真分数、假分数、带分数、百分数),不是三种不同的数,而是同一个数的三种不同“衣服”,“同一个数的不同表达形式”的分类

一句话总纲:一个数可以用多种形式表示——整数、小数、分数(真分数、假分数、带分数、百分数)。它们只是同一数量的不同表达方式。例如:

练习的方式就是随便说一个数字,让这个数字在整数、小数、分数(真分数、假分数、带分数、百分数)之间相互转换即可。

【讲解工具:数轴】

【本节主要讲些以下知识:数轴、负数、整数与绝对值】

本讲目的:介绍数轴这种工具,并讲清楚每个数在数轴上的位置

数轴:将数字在一个方向上按顺序写出来,就形成是数轴。数轴的作用是帮助找到对应数字的位置,更形象的理解数字的大小。

..... -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 .....

数的分类和包含关系(掌握到整数即可)

(1)自然数

.....  -9  -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 .....

(2)正整数

.....  -9  -8  -7  -6  -5  -4  -3  -2  -1  0  1 2 3 4 5 6 7 8 9 .....

(3)负数(负整数)

..... -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 .....

(4)整数

..... -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 .....

(5)有理数(分数):所有整数、小数、循环小数都能写成分数:

..... -8  -7  -6  -5  -4  -3.25  -3  -2  -1  0  1/3  1  2  3  4  5  6  7  8 .....

(6)无理数:不能写成分数的数字,比如根号√2、√3、π

..... -8  -7  -6  -5  -4  -3  -2  -√3  -1  0  1  √2  2  3  π  4  5  6  7  8 .....

(7)实数:所有有理数+所有无理数

.....-7 -6 -5 -4  -3.25  -3 -2  -√3  -1 0  1/3  1  √2  2 3  π  4 5.....

绝对值:绝对值就是指两个数字之间的差值,或者说两个数字之间的距离。

比如5和1之间的绝对值是4:

.....  -9  -8  -7  -6  -5  -4  -3  -2  -1  0  1 2 3 4 5  6  7  8  9 .....

比如5和0之间的绝对值是5:

.....  -9  -8  -7  -6  -5  -4  -3  -2  -1  0 1 2 3 4 5  6  7  8  9 .....

比如5和-1之间的绝对值是6:

.....  -9  -8  -7  -6  -5  -4  -3  -2  -1 0 1 2 3 4 5  6  7  8  9 .....

比如5和-5之间的绝对值是10:

.....  -9  -8  -7  -6  -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5  6  7  8  9 .....

比如-1和-3之间的绝对值是2:

.....  -9  -8  -7  -6  -5  -4  -3 -2 -1  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 .....

比如--1和-6之间的绝对值是5:

.....  -9  -8  -7  -6 -5 -4 -3 -2 -1  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 .....

比如-1和4之间的绝对值是5:

.....  -9  -8  -7  -6  -5  -4  -3  -2  -1 0 1 2 3 4  5  6  7  8  9 .....

【补充知识点】假分数的产生与有理数的概念

假分数的产生

举例:10个苹果分给3个人,每个人拿到3个,再加上1/3个,也就是3+1/3个。为了写起来方便,把10个苹果分给3个人,计算结果的时候可以直接写成10/3,并且10/3=3+1/3。因此把10个苹果分给3个人,每个人就得到10/3个,并且10/3的结果就等于3+1/3。总结:这种为了偷懒而写出来的分数,就叫做假分数。假分数的特点是,假分数结果大于1

此时可以举多个生活中的例子,来理解假分数的产生,以及假分数的结果

分数的表达形式(比如3/4)有平均分的性质,而除法也有平均分的性质,因此可以用分数的表达形式来表示除法的意思,因此分数的结果可以用除法的方法来进行计算。

比如3÷4可以写成3/4,3÷4的结果就是3/4的结果。

同样的逻辑,4÷2也可以写成4/2,4÷2的结果就是4/2的结果,结果等于2

同样的逻辑,8÷2可以写成8/2,8÷2=4,所以8/2=4,因此8÷2=8/2=4

对于像8/2和4/2这种,分子大于分母,计算结果大于和等于1的分数,称为假分数,假分数还包括4/3,7/6,100/99,99/99,50/50等等。

继续推理。因为所有的整数都可以写成分数,比如5可以写成10/2或者15/3或者20/4或者25/5等等,-5可以写成-10/2或者-15/3或者-20/4或者-25/5等等。

我们就把所有能写出来的整数和分数,统称为有理数

第24讲 有理数混合四则运算

在充分理解23讲的基础之上,知道了数字之间的转化,知道了数字的大小,知道了数字的位置,这一讲主要介绍包含整数、小数、分数(真分数、假分数、带分数、百分数)的混合四则远算。

要掌握有理数混合四则运算,需要设计很巧妙的练习和大量的练习。这个阶段不需要介入太多的技巧和简便算法,需要让小朋友做大量的练习,让小朋友在枯燥的大量练习中寻找简便方法,先自己总结出一部分计算的技巧。

现在把前面所学知识串起来总结一遍,在看到一个四则运算的时候,首先思考:

(1)数字的表达与含义、所在数轴的位置?

比如:103.05,是个小数,表示1个100+3个1+5个0.01,这个数字在数轴上的位置是在103和104之间。

比如:17/4,是个分数,是个假分数,写成带分数是4 1/4,写成小数是4.25,这个数字在数轴上的位置是在4和5之间。

(2)数字的计算?

优先思考四则运算的原理,其次再思考不同数字表达之间的计算过程,这个顺序特别重要。不要一上来就把混合运算按照:

整数+整数、整数-整数、整数✖️整数、整数➗整数

小数+小数、小数-小数、小数✖️小数、小数➗小数

分数+分数、分数-分数、分数✖️分数、分数➗分数

整数+小数、整数-小数、整数✖️小数、整数➗小数

整数+分数、整数-分数、整数✖️分数、整数➗分数

小数+分数、小数-分数、小数✖️分数、小数➗分数

共24种类型的混合四则运算,按照排列组合确实有3✖️2✖️4种组合。这其实本质上是按照“先数字类型+后计算类型”为优先级,对知识进行整理排序(做法错误)

以上顺序是学习知识的顺序,在学习并掌握了24种或者24种里面的大多数典型类型后,在现在的总结阶段,就要按照计算类型+数字类型这样的思路来进行复习和巩固了。

比如说:

看见任何一个四则运算

首先分析运算符号,是➕、➖、✖️、➗里面的哪一种

➕的含义是将两个数字合在一起;

➖的含义是一分为二,或者从其中一个里面拿出;

✖️的含义是重复相加,重复相加再延伸为将数字放大或者缩小;

➗的含义是包含或者平均分;

在充分理解掌握➕➖✖️➗符号的意思之后,我们再来研究具体数字的计算方法,这本质上是按照计算“先计算类型+后数字类型”的优先级顺序(做法正确)。具体如下:

【加法计算】

整数➕整数、小数➕小数、分数➕分数、整数➕小数、整数➕分数、小数➕分数

【减法计算】

整数➖整数、小数➖小数、分数➖分数、整数➖小数、小数➖整数、整数➖分数、分数➖整数、小数➖分数、分数➖小数

【乘法计算】

整数✖️整数、小数✖️小数、分数✖️分数、整数✖️小数、小数✖️整数、整数✖️分数、分数✖️整数、小数✖️分数、分数✖️小数

【除法计算】

整数➗整数、小数➗小数、分数➗分数、整数➗小数、小数➗整数、整数➗分数、分数➗整数、小数➗分数、分数➗小数

可以让小朋友按照以上顺序挨个口述计算的方法,并举例说明,如果在口述中能说出一点简便计算的技巧就更好,说明掌握的更扎实。

掌握了以上内容,就表示小朋友掌握了整数、小数、分数完整的四则运算知识体系,后续的巧算速算必须建立在这个知识体系之上,否则就是本末倒置。

第25讲 数感的建立

【说明】此讲内容是建立在充分掌握23讲、24讲知识的基础上,对23讲24讲知识做一个补充。所谓的“数感”,对掌握“整数、小数、分数完整的四则运算知识体系”虽然有帮助,但“数感”本质上只是锦上添花的作用。更多的经历依然需要放在巩固四则运算知识体系上面。

一、什么是数感:

数感是孩子看到数字时,脑子里自动浮现出它的“大小、关系、结构、合理性”,并且能灵活地“估、拆、补、比、换、验、巧、速”。数感是前面所学所有知识的灵活运用,是个熟能生巧的过程。

数感的核心是:转换+拆补+估算+巧算

如何培养感觉:

“说一个数字,然后围绕它展开、拆解、变形”的游戏,本质上就是在帮孩子建立一张数字神经网络。一个数字被从越多的角度“激活”过,孩子脑子里关于这个数字的联结就越密,数感就越强。

具体怎么玩?以“28”为例

你可以像这样,把“28”当成一个话题,和孩子一起“挖掘”它。不需要每次都挖全,每次挖 3-5 个点就够了,关键是轻松、有趣、像聊天一样。

第一层:拆(数的结构)

“28 可以拆成哪些数?”

孩子可能会说:20 + 8、30 - 2、4 × 7、2 × 14、56 ÷ 2

你说:“我还能想到 28 = 25 + 3,为什么想到 25?因为 25 和 4 乘是 100。”

目的:让孩子知道,一个数有很多张“脸”。

第二层:补(离基准差多少)

“28 离 30 差多少?离 100 差多少?离 50 呢?”

引导:28 + 2 = 30,28 + 72 = 100,28 × 2 = 56(离 50 多了 6)

目的:建立“补数”和“基准”的感觉。

第三层:换(换个马甲)

“28 如果变成小数、分数、百分数,可以怎么表示?”

28 = 28.0 = 28/1 = 2800%

28% = 0.28 = 28/100 = 7/25

“28 的一半是多少?14。那 28 的 1/4 呢?7。所以 28 是 4 × 7。”

目的:打通整数、小数、分数、百分数之间的墙。

第四层:巧(怎么算更巧)

“如果遇到 28 × 25,怎么算最快?”

引导:28 × 25 = 7 × 4 × 25 = 7 × 100 = 700

“那 28 × 99 呢?”

引导:28 × 99 = 28 × 100 - 28 = 2800 - 28 = 2772

目的:把“巧算”变成一种自然而然的联想,而不是套路。

第五层:比(和别的数比大小)

“28 和 1/4 的 100 倍谁大?”(一样大:1/4 × 100 = 25,28 比 25 大 3)

“28 和 30 的 90% 谁大?”(30 × 0.9 = 27,28 大)

目的:训练相对大小的判断。

第六层:量(现实中的 28)

“28 个鸡蛋是几盒多几个?”(一盒 10 个,2 盒多 8 个)

“28 米大概有多长?”(比 25 米游泳池长一点)

“28 千克大概多重?”(比一袋 25 千克的大米重一点)

目的:让数字“落地”,有真实感。

进阶玩法:从“一个数”升级到“一对数”

等孩子习惯了“单数展开”,可以升级为两个数一起玩。

比如你说:“12 和 8,它们之间有什么关系?”

孩子可以说的很多:

12 + 8 = 20

12 - 8 = 4

12 × 8 = 96(接近 100)

12 ÷ 8 = 1.5

12 是 8 的 1.5 倍

12/8 可以约分成 3/2

这种“关系联想”比单数展开更接近真实解题时的思维过程。

其他

参考值、基准值、单位量、参照物是表达同一个意思和概念

1

基准量就是基本参照物(可以带单位),任何数量都是基准量的倍数、小数或分数。所有运算的本质是对基准单位量的操作。

2

基准值、单位量、参照物不固定,可以根据算数的实际需求做变化调整。

3

不同单位的比较和运算,必须通过比例守恒转换到相同的基准量。

4

理解“基准值、单位量、参照物”是理解“四则运算概念”和“单位转化概念”的基础。此部分知识概念过于抽象,可结合后续应用题进行理解,无需单独考察。

第二次集中复习与强化

一、按照先计算类型+后数字类型这样的思路来进行复习和巩固了。

比如说:

看见任何一个四则运算

首先分析运算符号,是➕、➖、✖️、➗里面的哪一种

➕的含义是将两个数字合在一起;

➖的含义是一分为二,或者从其中一个里面拿出;

✖️的含义是重复相加,重复相加再延伸为将数字放大或者缩小;

➗的含义是包含或者平均分;

在充分理解掌握➕➖✖️➗符号的意思之后,我们再来研究具体数字的计算方法,这本质上是按照计算“先计算类型+后数字类型”的优先级顺序(做法正确)。具体如下:

【加法计算】

整数➕整数、小数➕小数、分数➕分数、整数➕小数、整数➕分数、小数➕分数

【减法计算】

整数➖整数、小数➖小数、分数➖分数、整数➖小数、小数➖整数、整数➖分数、分数➖整数、小数➖分数、分数➖小数

【乘法计算】

整数✖️整数、小数✖️小数、分数✖️分数、整数✖️小数、小数✖️整数、整数✖️分数、分数✖️整数、小数✖️分数、分数✖️小数

【除法计算】

整数➗整数、小数➗小数、分数➗分数、整数➗小数、小数➗整数、整数➗分数、分数➗整数、小数➗分数、分数➗小数

通过大量的练习,串通、巩固、加深前面所掌握的所有知识点(代数除外)。

第三阶段 小初几何

该阶段的讲义内容尚未落笔,可在腾讯文档中补充。

第26讲 比例与比例守恒

概念解析

1

人类通过观察,发现“对量进行同步缩放(乘除非零数),其内部比例关系不变”。比例守恒是人类观察总结推理验证的“规律”。

2

这是另一个最核心的观点。它是基准量统一(通分、单位换算)和等价变换(约分、分数除法法则)的唯一理论依据,是所有等价变换、约分、通分、比例计算、单位换算的根本保障

3

缩放因子不能是0,因为0会让所有信息消失,无法保持比例关系。此部分知识概念过于抽象,可结合后面内容“乘法的缩放性质”共同理解,无需单独考察。

4

举例说明6个苹果分给2个人,12个苹果分给4个人,每个人得到的数量是一样多,因此6/2 = 12/4

第27讲 再次理解乘法的性质

尺度的缩放”和“维度的拓展”

1

乘法是更高效表示和计算重复相加 (4 × 3表示4个3相加),乘法的本质是加法

2

乘法是尺度的缩放:将一个量按照一个特定的比例放大或缩小。

● 3 × 2表示2+2+2,表示3个2相加,表示将2放大到原来的3倍;

  2 × 3表示3+3,表示2个3相加,表示将3放大成为原来的2倍;

● 0.5 × 4表示0.5个4,表示将4缩小为原来的一半;

  4 × 0.5表示0.5+0.5+0.5+0.5,表示4个0.5相加,表示将0.5放大成为原来的4倍;

● 1/2 × 4表示1/2个4,表示将4缩小为原来的一半;

  4 × 1/2表示1/2+1/2+1/2+1/2,表示4个1/2相加,表示将1/2放大成为原来的4倍;

● 4/5 × 2表示先将2放大到原来的4倍,再缩小到放大后的1/5,放大和缩小先后顺序可调。

  2 × 4/5表示4/5+4/5,表示2个4/5相加,表示将4/5放到成为原来的2倍。

3

乘法是维度的拓展:一维到二维到多维进行拓展。4 × 5表示一维拓展到二维,4 × 5 × 5表示一维拓展到三维。

这样乘法就能够将两个性质不同但相关联的量结合起来,产生全新的量。米 × 米 = 平方米 (面积);速度 × 时间 = 路程;单价 × 数量 = 总价。

4

分配律:a × (b + c) = (a × b) + (a × c) 。可用平面数形结合来证明。

交换律:a × b = b × a。可用平面数形结合来证明。

结合律:(a × b) × c = a × (b × c)。可用立体数形结合来证明。

第28讲 巧算与速算

第1节 基础定律与性质的应用

1、加法交换律 & 结合律:

a + b = b + a

(a + b) + c = a + (b + c)

应用: 凑整(优先加能凑成整十、整百、整千等的数)、分组计算。

例: 37 + 48 + 63 = (37 + 63) + 48 = 100 + 48 = 148

2、乘法交换律 & 结合律:

a × b = b × a

(a × b) × c = a × (b × c)

应用: 凑整(找5、25、125等与2、4、8的搭配)、简化连乘顺序。

例: 25 × 17 × 4 = (25 × 4) × 17 = 100 × 17 = 1700

3、乘法分配律 & 提取公因数

(这是巧算的核心利器之一)

a × (b + c) = a × b + a × c

(a + b) × c = a × c + b × c

a × b + a × c = a × (b + c) (逆用 - 提取公因数)

a × b - a × c = a × (b - c)

应用: 简化复杂算式、计算带括号的乘法、处理接近整数的乘法(如99、101、98、102等)。

例1 (正用): 7 × (100 + 2) = 7 × 100 + 7 × 2 = 700 + 14 = 714

例2 (逆用 - 提取): 36 × 58 + 64 × 58 = (36 + 64) × 58 = 100 × 58 = 5800

例3 (处理99): 45 × 99 = 45 × (100 - 1) = 45 × 100 - 45 × 1 = 4500 - 45 = 4455

4、商不变性质(比例守恒)

被除数和除数同时乘或除以同一个不为零的数,商不变。

a ÷ b = (a × c) ÷ (b × c) = (a ÷ c) ÷ (b ÷ c) (c ≠ 0)

应用: 简化除法(特别是除数是5、25、125等时,将它们变成10、100、1000)。

例: 1200 ÷ 25 = (1200 × 4) ÷ (25 × 4) = 4800 ÷ 100 = 48

5、积不变性质

一个因数乘几(0除外),另一个因数除以相同的数,积不变。

a × b = (a × c) × (b ÷ c) (c ≠ 0)

应用: 简化乘法(特别是遇到5, 25, 125等与2, 4, 8等搭配时)。

例: 125 × 24 = (125 × 8) × (24 ÷ 8) = 1000 × 3 = 3000 或 125 × 24 = 125 × (8 × 3) = (125 × 8) × 3 = 1000 × 3 = 3000 (结合律)

第29讲 负数的四则运算

难度有点大,看如何给小朋友说清楚

第30讲 数论基础概念

(1)自然数和正整数

0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13......等等,0和正整数,叫自然数。

1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13......等等,叫正整数。

(2)奇数和偶数

自然数里面,是2的倍数的数叫偶数,如0、2、4、6、8、10、12、14、16....

自然数里面,不是2的倍数的数叫奇数,如1、3、5、7、9、11、13、15、17......

(3)整除

概念:如果a除以b 结果是整数,没有余数,就说整数a能被整数b整除。记作b | a (读作b整除a)。

例子: 12 能被 3 整除 (12 ÷ 3 = 4),因为结果是整数 4。12 也能被 4 整除 (12 ÷ 4 = 3)。但 12 不能被 5 整除 (12 ÷ 5 = 2.4, 不是整数)。

关键点:b不能是0!因为除以0没意义。

(4)因数与倍数

因数: 如果 b 能整除 a,那么 b 就是 a 的因数。比如1, 2, 3, 4, 6, 12是12的因数。

倍数: 如果 b 能整除 a,那么 a 就是 b 的倍数。比如12 是 1, 2, 3, 4, 6, 12 的倍数。

1的倍数有1、2、3、4、5、6、7、8....

2的倍数有2、4、6、8、10....

3的倍数有3、6、9、12、15.....

(5)公因数和最大公因数

多个整数共同拥有的因数叫公因数,其中最大的叫最大公因数。

12 的因数有1, 2, 3, 4, 6, 12。18 的因数有1, 2, 3, 6, 9, 18。

12和18共同的因数有1, 2, 3, 6,其中最大的最大公因数是6

(6)公倍数和最小公倍数

多个整数共有的最小的那个倍数(除0以外)。

4 的倍数:4, 8, 12, 16, 20, 24...。 6 的倍数:6, 12, 18, 24, 30...。

4和6公倍数有12,24,36,38.....,其中最小的最小公倍数是12

(7)完全平方数

完全平方数是某个整数的平方,或者说开方后是某个整数的数字,比如0、1、4、9、16、25、36、49、64、81、100、121、144.....

(8)质数与合数

只能被1和它自己整除的正整数叫质数,只有两个因数的数叫质数,比如2、3、5、7、11、13、17、19、23、27...

有三个及及以上因数的数叫合数,比如4、6、8、9、10、12、14、15、16、18....

质数和合数构成了2及以上的所有正整数。

(9)质因数

每个合数都能写成几个质数相乘的形式,这几个质数叫做这个合数的质因数。比如18=2×3×3,那么2和3就是合数18的质因数。把一个合数用它的质因数相乘的形式表示出来,叫做分解质因数,比如18=2×3×3。

(10)互质

两个数的最大公因数是1,称两个数互质。比如4和7互质,12和15互质。

(11)代余除法

任何一个整数 a 除以一个正整数 b,结果都可以表示成一个整数 q (商) 加上一个比 b 小的非负整数 r (余数)。

公式: a = b * q + r (其中 0 ≤ r < b)

例子: 17 除以 5:17 = 5 * 3 + 2 (商 q=3, 余数 r=2)。

意义: 这是整数除法的基本形式,也是理解同余的基础

(12)模运算

模运算就是求余数的运算,比如27 ÷ 12 余3 ,比如10 ÷ 7 余3。

(13)同余

两个数除以同一个数(比如说3),如果余数相同,就说这两个数是“模3同余”,记作 a ≡ b (mod m)。等价说法:m 能整除 (a - b)。

例子: 17 除以 5 余 2,22 除以 5 也余 2。所以 17 ≡ 22 (mod 5)。

14 除以 5 余 4,不等于 2,所以 14 ≢ 17 (mod 5)。

效果检验

(1)自然数和正整数

1、0是自然数吗?1是正整数吗?

2、最小的自然数是几?最小的正整数是几?

3、是否存在一个既是自然数但不是正整数的数?如果存在,请举例。

(2)奇数和偶数

1、判断下列数字的奇偶性:14, 25, 0

2、两个奇数的和是奇数还是偶数?一个奇数和一个偶数的积呢?

3、证明:任意两个连续整数的和是奇数。

(3)整除

1、判断对错:3 能整除 12。

2、找出所有能整除 18 的正整数。

3、已知 2 能整除 a,5 也能整除 a(a > 0)。请问最小的 a 是多少?并说明理由。

(4)因数与倍数

1、写出 6 的所有因数。

2、写出 4 的前 5 个倍数。

3、一个数既是 12 的倍数,又是 18 的倍数。这个数最小是多少?它一定是哪个数的倍数?

(5)公因数和最大公因数

1、找出 8 和 12 的公因数。

2、求 24 和 36 的最大公因数。

3、有两根铁丝,一根长 28 米,另一根长 42 米。现在要将它们截成同样长的小段,不能有剩余。每段最长可以是几米?

(6)公倍数和最小公倍数

1、找出 2 和 3 的一个公倍数。

2、求 6 和 8 的最小公倍数。

3、一包糖果,如果平均分给 4 个小朋友或 6 个小朋友,都正好分完。这包糖果至少有多少块?

(7)完全平方数

1、判断 36 是不是完全平方数。

2、在 1 到 50 之间,有多少个完全平方数?

3、一个数加上 48 后是一个完全平方数,这个数减去 16 后也是一个完全平方数。求这个数。

(8)质数与合数

1、判断 17 是质数还是合数。

2、20 以内的质数有哪些?

3、两个质数的和是 99,这两个质数的积是多少?

(9)质因数

1、对 10 进行质因数分解。

2、对 60 进行质因数分解。

3、一个数分解质因数后是 2² × 3 × 5,这个数是多少?它有多少个因数?

(10)互质

1、判断 8 和 9 是否互质。

2、判断 14 和 15 是否互质,并说明理由。

3、请写出两个都与 9 互质的合数。

(11)代余除法

1、用带余除法的形式表示 17 ÷ 3。

2、一个数除以 7,商是 4,余数是 5,这个数是多少?

3、在被除数、除数、商和余数的和是 109 的除法算式中,商是 6,余数是 3。求被除数和除数。

(12)模运算

1、计算 17 mod 5。

2、计算 (23 + 19) mod 7。

3、今天是星期二,100 天后是星期几?(用模运算计算)

(13)同余

1、判断 17 ≡ 22 (mod 5) 是否成立。

2、求一个整数 x,使得 x ≡ 2 (mod 3) 且 x ≡ 3 (mod 5)。(提示:尝试较小的数)

3、证明:如果 a ≡ b (mod m),且 c ≡ d (mod m),那么 (a + c) ≡ (b + d) (mod m)。

第31讲 进制的转换

一、其他进制转十进制,较简单:

比如5进制的432转化为十进制

4x(5x5)+3x5+2x1=117,因此5进制的432与十进制的117表示同样多的数量。

二、十进制转化成其他进制,相对复杂。

比如将十进制数432转化成5进制:

十进制数432转化成5进制数,实际上是在问,432这个数字里面有几个1,几个5,几个25,几个125,几个625……

思考,432÷5余数是2,因此432转换成的5进制数,里面有2个1。剩下的几个5和几个25和几个125和几个625共同组成剩下的430。

再思考,430里面不会有625,因此430只能由125个和25和5组成。

于是,430里面有3个125,剩余55

55里面有2个25,剩余5

5里面有5个1,余数为0,正好把430分完。

所以432里面有3个125,2个25,1个5,2个1,五进制表示就是3212。

思考:十进制432转成13进制数,还是同样的原理和方法吗?

十进制数432转化成13进制数之后,根据前面学的分组守恒原理,数量的总数并不发生变化,变化的只是数量的表达方式。而根据13进制的位值系统,从右向左的每一位分别代表1个1,1个13,1个13×13,1个13×13×13……

所以十进制数432转化成13进制数,本质上是在问432里面是由多少个13×13×13,和多少个13×13,和多少个13,和多少个1,共同组成。

13×13×13数字过大,排除。

13×13=169,432-169=263,263-169=94。

94里面有7个13,再剩下3个1。

因此十进制432写成13进制就是273

思考:除了上面的方法,还有几种方法能计算出432里面有几个169,几个13,几个1?

上面的方法是先找出432里面有多少个169,现在尝试在432里面有多少个13。

根据前面学的知识,有两个方法计算432÷13的结果,分别是逐位相减和长除法。

三、非十进制之间相互转换

思考6进制234转化成8进制是多少?

步骤:

统计出6进制234到底代表多少个东西,并用熟悉的10进制表示,

6进制234里面有4个1、3个6、2个6×6,总共有94个东西

再将这94个东西,用8进制表示出来,结果为134

因此6进制的234与8进制的134表示同样多的数量

效果检验

用“包含”和“平均分”两种思想思考出发的意思,并计算结果

将5进制的432转化为10进制
将10进制数432转化成5进制数
将10进制432转成13进制数
6进制234转化成8进制是多少
第32讲 分数加减与更相减损术(辗转相除法)

古代的“更相减损术”就是现在的“辗转相除法”,但“更相减损术”更能展现计算的过程和本质,应先理解古代的“更相减损术”再理解现在的“辗转相除法”

通过“尝试法”来找最小公倍数

通过“更相减损术(辗转相除法)”来找最大公约数

【讲解与实操过程】

1

同分母加法,比如3/7+2/7,因为3/7和2/7的基准值都是1/7,

5

异分母分数加法:通分,统一基准量,找到最小公倍数1/n作为共同分母 → 分子相加、分母不变 → 处理进位 → 约分。

带分数运算需要提前化为假分数,比如5⅓=16/3。

6

通分的过程就是通过寻找分母公倍数,找到基准值的过程,比如3/4+5/6

4的倍数有4,8,12,16,20,24,28......

6的倍数有6,12,24,30,36......

公倍数有12,24......

因此3/4+5/6=9/12+10/12= 19/12  或  3/4+5/6=18/24+20/24= 38/24=19/12

现阶段分数通分,采用尝试法来进行,具体见上面例子

【学生要理解】

更相减损术(辗转相除法)

数形结合理解辗转相除法的原理,讲解过程涉及假设和递归思想,过程较抽象。

原理:其他正方形边长是最小正方形边长的整数倍,因此大长方形的边长是最小正方形边长的整数倍。

例子:求 gcd(16, 6):

16 ÷ 6 = 2 ... 余 4 ,那么gcd(116, 6) = gcd(6, 4)

6 ÷ 4 = 1 ... 余 2,那么 gcd(6, 4) = gcd(4, 2)

4 ÷ 2 = 2 ... 余 0

因为余数为0了,所以最大公约数就是上一步的除数 2。即 gcd(16, 6) = 2。

最大公约数和最小公倍数的关系

12和18的最大公约数GCD(12, 18) = 6,12和18的最小公倍数LCM(4, 6) = 12

12 x 18 = 6 x 12 = GCD(12, 18) x LCM(4, 6) 

以上公式可以求出两个数的最小公倍数

效果检验

一、找最小公倍数

1、求 4 和 6 的最小公倍数。

2、求 12 和 18 的最小公倍数。

3、求 7 和 13(两个质数)的最小公倍数。

4、求 15 和 25 的最小公倍数。

5、求 24 和 36 的最小公倍数。

6、求 8、12 和 15(三个数)的最小公倍数。

7、求 21 和 28 的最小公倍数。

8、求 36 和 48 的最小公倍数。

9、求 50 和 75 的最小公倍数。

10、求 16、24 和 40(三个数)的最小公倍数。

找最大公约数
题目 1:基础应用(较小数字)

求 36 和 24 的最大公约数(GCD)。

求 45 和 30 的最大公约数。

求 18 和 12 的最大公约数。

题目 2:有互质情况(两数互质)

求 17 和 13 的最大公约数。

求 25 和 16 的最大公约数。

求 31 和 19 的最大公约数。

题目 3:含较大数(需要多步计算)

求 270 和 192 的最大公约数。

求 168 和 120 的最大公约数。

求 315 和 189 的最大公约数。

题目 4:含负数(扩展)

(注:通常定义负数的最大公约数与其绝对值相同)

求 -48 和 18 的最大公约数。

求 -36 和 -24 的最大公约数。

求 56 和 -32 的最大公约数。

题目 5:多个数(扩展)

(提示:先求两个数的GCD,再与第三个数求)

求 24、36 和 60 的最大公约数。

求 18、27 和 45 的最大公约数。

求 42、56 和 70 的最大公约数。

三、分数加减计算

2/5 + 3/5

1/3 + 1/4

2½ + 1¾

5/6 - 1/3

3⅖ - 1³⁄₁₀

1/2 + 2/3 + 5/6

4 - 7/8

3/4 + 2/5 - 1/10

2⅓ + 5/2 - 1⅙

3¾ - 2½ + 5/8

第34讲 加减关系应用题

加减 第1类:整体与部分

加减法应用题 → 核心是 “整体与部分” 的关系以及“比较多少”

核心关系:总数 = 部分 + 另一部分

第一组:求总数(已知两个部分)

小明5支铅笔,小红3支,共几支?

设:共X支。 方程:5+3=X → X=8。答:共8支。

树上12只鸟,又飞来4只,现在几只?

设:现在X只。 方程:12+4=X → X=16。答:16只。

上午20本书,下午18本,全天几本?

设:全天X本。 方程:20+18=X → X=38。答:38本。

红蛋28个,白蛋17个,共几个?

设:共X个。 方程:28+17=X → X=45。答:45个。

语文20分钟,数学30分钟,共几分钟?

设:共X分钟。 方程:20+30=X → X=50。答:50分钟。

第二组:求剩下的部分(已知总数和一部分)

12个苹果,吃5个,剩几个?

设:剩X个。 方程:12-5=X → X=7。答:剩7个。

50道题,做完23道,还差几道?

设:还差X道。 方程:50-23=X → X=27。答:还差27道。

120页书,看78页,剩几页?

设:剩X页。 方程:120-78=X → X=42。答:剩42页。

车上45人,下18人,剩几人?

设:剩X人。 方程:45-18=X → X=27。答:剩27人。

86元,取39元,剩多少?

设:剩X元。 方程:86-39=X → X=47。答:剩47元。

第三组:求另一部分(已知总数和一部分)

全班56人,男生30人,女生几人?

设:女生X人。 方程:30+X=56 → X=26。答:女生26人。

鱼鸡共9kg,鱼5kg,鸡重?

设:鸡重X kg。 方程:5+X=9 → X=4。答:鸡重4kg。

绳长10米,剪3米,剩几米?

设:剩X米。 方程:3+X=10 → X=7。答:剩7米。

总分需95分,笔试88分,听力需几分?

设:听力X分。 方程:88+X=95 → X=7。答:听力7分。

两层书架共100本,上层67本,下层?

设:下层X本。 方程:67+X=100 → X=33。答:下层33本。

加减 第2类:比较多少

核心关系:大数 = 小数 + 差

第一组:求大数(已知小数和差)

弟弟12张,哥哥多5张,哥哥?

设:哥哥X张。 方程:X=12+5 → X=17。答:哥哥17张。

苹果6元/斤,橙子贵2元,橙子?

设:橙子X元/斤。 方程:X=6+2 → X=8。答:橙子8元/斤。

一班15面红旗,二班多3面,二班?

设:二班X面。 方程:X=15+3 → X=18。答:二班18面。

原有30元,妈妈再给8元,现在?

设:现在X元。 方程:X=30+8 → X=38。答:现在38元。

昨天停22辆车,今天多9辆,今天?

设:今天X辆。 方程:X=22+9 → X=31。答:今天31辆。

第二组:求小数(已知大数和差)

哥哥17张,弟弟少5张,弟弟?

设:弟弟X张。 方程:X=17-5 → X=12。答:弟弟12张。

原价120元,便宜40元,现价?

设:现价X元。 方程:X=120-40 → X=80。答:现价80元。

爸爸40岁,小明小28岁,小明?

设:小明X岁。 方程:X=40-28 → X=12。答:小明12岁。

高铁350km/h,普通慢200km/h,普通速度?

设:普通X km/h。 方程:X=350-200 → X=150。答:150km/h。

一班52人,二班少7人,二班?

设:二班X人。 方程:X=52-7 → X=45。答:二班45人。

第三组:求差(已知大数和小数)

哥哥20张,弟弟13张,多几张?

设:多X张。 方程:20-13=X → X=7。答:多7张。

A地180km,B地120km,远多少?

设:远X km。 方程:180-120=X → X=60。答:远60km。

小明92分,小丽85分,高几分?

设:高X分。 方程:92-85=X → X=7。答:高7分。

西瓜8kg,甜瓜3kg,重多少?

设:重X kg。 方程:8-3=X → X=5。答:重5kg。

大瓶800ml,小瓶350ml,多多少?

设:多X ml。 方程:800-350=X → X=450。答:多450ml。

第35讲 乘除关系应用题

乘除法应用题 → 核心是 “每份数×份数=总数” 的关系

已知每份数和份数求总数:乘法

已知总数和份数求每份数:等分除

已知总数和每份数求份数:包含除

这一类都有“每份多少”的意思,核心是 总数 = 每份数 × 份数,只是换不同的名字。

乘除 第1类:总数与份数

核心关系:总数 = 每份数 × 份数

第一组:求总数

一包8颗糖,5包共几颗?

设:共X颗。 方程:8×5=X → X=40。答:40颗。

每排6人,4排共几人?

设:共X人。 方程:6×4=X → X=24。答:24人。

一箱12瓶,3箱几瓶?

设:共X瓶。 方程:12×3=X → X=36。答:36瓶。

一周7天,5周几天?

设:共X天。 方程:7×5=X → X=35。答:35天。

每袋2kg,4袋多重?

设:共X kg。 方程:2×4=X → X=8。答:8kg。

第二组:求每份数

40颗糖分5人,每人几颗?

设:每人X颗。 方程:5×X=40 → X=8。答:8颗。

42人排6列,每列几人?

设:每列X人。 方程:6×X=42 → X=7。答:7人。

72个苹果装8袋,每袋几个?

设:每袋X个。 方程:8×X=72 → X=9。答:9个。

56米绳剪7段,每段几米?

设:每段X米。 方程:7×X=56 → X=8。答:8米。

4台机器总重800kg,一台多重?

设:一台X kg。 方程:4×X=800 → X=200。答:200kg。

第三组:求份数

35颗糖,每人7颗,几人?

设:X人。 方程:7×X=35 → X=5。答:5人。

54人,每排9人,几排?

设:X排。 方程:9×X=54 → X=6。答:6排。

48个苹果,每袋6个,需几袋?

设:X袋。 方程:6×X=48 → X=8。答:8袋。

72米路,每8米一段,几段?

设:X段。 方程:8×X=72 → X=9。答:9段。

60页字帖,每天3页,几天?

设:X天。 方程:3×X=60 → X=20。答:20天。

乘除 第2类:倍数关系

核心关系:大数 = 小数 × 倍数

第一组:求大数

小明5张贴纸,小红是他的3倍,小红?

设:小红X张。 方程:X=5×3 → X=15。答:15张。

鸡9只,鸭是鸡的2倍,鸭?

设:鸭X只。 方程:X=9×2 → X=18。答:18只。

小树2米,大树是小树的4倍,大树?

设:大树X米。 方程:X=2×4 → X=8。答:8米。

书桌80元,书架是书桌的3倍,书架?

设:书架X元。 方程:X=80×3 → X=240。答:240元。

自行车15kg,电动车是4倍,电动车?

设:电动车X kg。 方程:X=15×4 → X=60。答:60kg。

第二组:求小数

小红45张,是小明的3倍,小明?

设:小明X张。 方程:3×X=45 → X=15。答:15张。

鸭24只,是鸡的4倍,鸡?

设:鸡X只。 方程:4×X=24 → X=6。答:6只。

爸爸84kg,是儿子的3倍,儿子?

设:儿子X kg。 方程:3×X=84 → X=28。答:28kg。

皮衣480元,是羊毛衫的4倍,羊毛衫?

设:羊毛衫X元。 方程:4×X=480 → X=120。答:120元。

象鼻150cm,是猴尾的3倍,猴尾?

设:猴尾X cm。 方程:3×X=150 → X=50。答:50cm。

第三组:求倍数

小红18张,小明6张,小红是小明的几倍?

设:倍数为X。 方程:6×X=18 → X=3。答:3倍。

小狗12kg,小猫4kg,小狗是小猫的几倍?

设:X倍。 方程:4×X=12 → X=3。答:3倍。

一班40人,二班20人,一班是二班的几倍?

设:X倍。 方程:20×X=40 → X=2。答:2倍。

小东80元,小西20元,小东是小西的几倍?

设:X倍。 方程:20×X=80 → X=4。答:4倍。

大鱼56kg,小鱼7kg,大鱼是小鱼的几倍?

设:X倍。 方程:7×X=56 → X=8。答:8倍。

乘除 第3类:单价、数量、总价

核心关系:总价 = 单价 × 数量

第一组:求总价

笔3元/支,买9支,总价?

设:总价X元。 方程:3×9=X → X=27。答:27元。

铅笔盒15元/个,买2个,总价?

设:总价X元。 方程:15×2=X → X=30。答:30元。

本子2元/本,买12本,总价?

设:总价X元。 方程:2×12=X → X=24。答:24元。

薯片8元/包,买4包,总价?

设:总价X元。 方程:8×4=X → X=32。答:32元。

鸡蛋6元/斤,买5斤,总价?

设:总价X元。 方程:6×5=X → X=30。答:30元。

第二组:求单价

8支笔24元,每支?

设:单价X元。 方程:8×X=24 → X=3。答:3元。

3个排球180元,每个?

设:单价X元。 方程:3×X=180 → X=60。答:60元。

5斤橙子30元,每斤?

设:单价X元。 方程:5×X=30 → X=6。答:6元。

4本书100元,每本?

设:单价X元。 方程:4×X=100 → X=25。答:25元。

2件上衣260元,每件?

设:单价X元。 方程:2×X=260 → X=130。答:130元。

第三组:求数量

笔3元/支,27元能买几支?

设:买X支。 方程:3×X=27 → X=9。答:9支。

铅笔盒15元/个,60元买几个?

设:买X个。 方程:15×X=60 → X=4。答:4个。

巧克力7元/块,42元买几块?

设:X块。 方程:7×X=42 → X=6。答:6块。

玩具车55元/辆,165元买几辆?

设:X辆。 方程:55×X=165 → X=3。答:3辆。

糖果5元/袋,35元买几袋?

设:X袋。 方程:5×X=35 → X=7。答:7袋。

乘除 第4类:行程问题

核心关系:路程 = 速度 × 时间

第一组:求路程

200米/分,骑10分钟,路程?

设:路程X米。 方程:200×10=X → X=2000。答:2000米。

60km/h,行3小时,路程?

设:X km。 方程:60×3=X → X=180。答:180km。

4米/秒,跑15秒,路程?

设:X米。 方程:4×15=X → X=60。答:60米。

25km/h,行4小时,路程?

设:X km。 方程:25×4=X → X=100。答:100km。

15km/分,飞20分钟,路程?

设:X km。 方程:15×20=X → X=300。答:300km。

第二组:求速度

2小时行12km,速度?

设:速度X km/h。 方程:X×2=12 → X=6。答:6km/h。

4小时行320km,速度?

设:X km/h。 方程:X×4=320 → X=80。答:80km/h。

10秒跑300米,速度?

设:X 米/秒。 方程:X×10=300 → X=30。答:30米/秒。

5小时行500km,速度?

设:X km/h。 方程:X×5=500 → X=100。答:100km/h。

8分钟跑1600米,速度?

设:X 米/分。 方程:X×8=1600 → X=200。答:200米/分。

第三组:求时间

家到学校800米,走80米/分,需几分钟?

设:X分钟。 方程:80×X=800 → X=10。答:10分钟。

两地480km,车行80km/h,需几小时?

设:X小时。 方程:80×X=480 → X=6。答:6小时。

跑道300米,跑6米/秒,需几秒?

设:X秒。 方程:6×X=300 → X=50。答:50秒。

包裹900米远,走150米/分,需几分钟?

设:X分钟。 方程:150×X=900 → X=6。答:6分钟。

两城1800km,飞机600km/h,飞几小时?

设:X小时。 方程:600×X=1800 → X=3。答:3小时。

乘除 第5类:工程问题

核心关系:工作总量 = 工作效率 × 工作时间

第一组:求总量

每小时做20个零件,做8小时,总量?

设:总量X个。 方程:20×8=X → X=160。答:160个。

每分钟抽水5升,抽25分钟,总量?

设:X升。 方程:5×25=X → X=125。答:125升。

每天背15个单词,坚持12天,总量?

设:X个。 方程:15×12=X → X=180。答:180个。

每分钟打印40页,打7分钟,总量?

设:X页。 方程:40×7=X → X=280。答:280页。

每天收30亩麦子,收5天,总量?

设:X亩。 方程:30×5=X → X=150。答:150亩。

第二组:求效率

8小时做160个零件,每小时做几个?

设:效率X个/时。 方程:X×8=160 → X=20。答:20个/时。

30分钟写600个字,每分钟写几个?

设:X字/分。 方程:X×30=600 → X=20。答:20字/分。

5天挖75米隧道,每天挖几米?

设:X米/天。 方程:X×5=75 → X=15。答:15米/天。

12分钟注水360升,每分钟注几升?

设:X升/分。 方程:X×12=360 → X=30。答:30升/分。

2星期绣140朵花,每星期绣几朵?

设:X朵/周。 方程:X×2=140 → X=70。答:70朵/周。

第三组:求时间

要做160个零件,每小时做20个,需几小时?

设:X小时。 方程:20×X=160 → X=8。答:8小时。

60页字帖,每天写3页,几天写完?

设:X天。 方程:3×X=60 → X=20。答:20天。

挖80米渠,每天挖16米,几天完工?

设:X天。 方程:16×X=80 → X=5。答:5天。

水池360升水,每分钟抽40升,几分钟抽完?

设:X分。 方程:40×X=360 → X=9。答:9分钟。

打印360份宣传单,每分钟打印12份,需几分钟?

设:X分。 方程:12×X=360 → X=30。答:30分钟。

乘除 第6类:平均数问题

核心关系:总数 = 平均数 × 个数

第一组:求平均数

三门成绩:92, 96, 88,平均分?

设:平均X分。 方程:(92+96+88)÷3=X → 276÷3=X → X=92。答:92分。

五天卖报:10,12,14,11,13份,平均每天?

设:平均X份。 方程:(10+12+14+11+13)÷5=X → 60÷5=X → X=12。答:12份。

三袋糖:5kg,7kg,6kg,平均每袋?

设:平均X kg。 方程:(5+7+6)÷3=X → 18÷3=X → X=6。答:6kg。

四组收集空瓶:34,28,42,36个,平均每组?

设:平均X个。 方程:(34+28+42+36)÷4=X → 140÷4=X → X=35。答:35个。

四周水费共120元,平均每周?

设:每周X元。 方程:4×X=120 → X=30。答:30元。

第二组:已知平均数,反推某一项或总数

前4次考试平均90分,第5次后平均91分,第5次?

设:第5次X分。 方程:5×91 = 4×90 + X → 455=360+X → X=95。答:95分。

语文数学平均94分,英语考完后三科平均95分,英语?

设:英语X分。 方程:3×95 = 2×94 + X → 285=188+X → X=97。答:97分。

前3月平均用水15吨,四月用25吨,1-4月平均用水?

设:平均X吨。 方程:4×X = 3×15 + 25 → 4X=45+25=70 → X=17.5。答:17.5吨。

四次考试平均90分,前三次平均88分,第四次?

设:第四次X分。 方程:4×90 = 3×88 + X → 360=264+X → X=96。答:96分。

平均每天练琴40分钟,5天总共练了多少?

设:总共X分钟。 方程:5×40=X → X=200。答:200分钟。

第三组:等量代换类

甲乙丙三人平均20岁,甲乙平均18岁,丙几岁?

设:丙X岁。 方程:3×20 = 2×18 + X → 60=36+X → X=24。答:24岁。

去掉最高和最低后,中间三个裁判平均93分,这三人的总分是多少?

设:总分为X。 直接 X=93×3=279。答:279分。

四人平均身高158cm,加小东后五人平均160cm,小东多高?

设:小东X cm。 方程:5×160 = 4×158 + X → 800=632+X → X=168。答:168cm。

男生20人平均35kg,女生25人平均30kg,全班平均体重?

设:平均X kg。 总重量:35×20+30×25=700+750=1450kg。总人数45人。方程:45×X=1450 → X≈32.2。答:约32.2kg。

前两次考试总分180分,第三次考96分,三次平均分?

设:平均X分。 方程:3×X=180+96 → 3X=276 → X=92。答:92分。

第36讲 组合关系应用题

通用解法步骤

1、找出题目里面的“加减关系”和“乘除关系”。

2、设“未知数X”,(原则:找“一倍量”设为X)

3、用“未知数”表示“加减关系”和“乘除关系”,找等式关系并解方程。

一、和倍问题

例题1

小明和小红共有邮票96张,小明的邮票数是小红的3倍。求各有几张?

第一步:找加减和乘除

加减关系:小明张数 ++ 小红张数 == 96(和)

乘除关系:小明张数 == 小红张数的3倍 → 小明 == 3 × 小红

第二步:设未知数

一倍量是小红 → 设小红 =x=x 张

第三步:用 xx 表示两个关系,列等式

乘除关系 → 小明 =3x=3x

加减关系 → 3x+x=963x+x=96

解:4x=964x=96,x=24x=24

小红24张,小明 3×24=723×24=72 张。

例题2

苹果树和梨树共180棵,苹果树是梨树的5倍。

第一步

加减:苹果 ++ 梨 =180=180

乘除:苹果 =5=5 × 梨

第二步

设梨 =x=x 棵

第三步

苹果 =5x=5x

5x+x=1805x+x=180

解:6x=1806x=180,x=30x=30

梨30棵,苹果150棵。

例题3

两数和为144,较大数是较小数的8倍。

第一步

加减:大 ++ 小 =144=144

乘除:大 =8=8 × 小

第二步

设小 =x=x

第三步

大 =8x=8x

8x+x=1448x+x=144

解:9x=1449x=144,x=16x=16

小数16,大数128。

二、差倍问题

例题1

爸爸年龄是儿子的4倍,爸爸比儿子大27岁。

第一步

加减:爸爸 −− 儿子 =27=27

乘除:爸爸 =4=4 × 儿子

第二步

设儿子 =x=x 岁

第三步

爸爸 =4x=4x

4x−x=274x−x=27

解:3x=273x=27,x=9x=9

儿子9岁,爸爸36岁。

例题2

甲仓库存粮是乙仓库的6倍,甲比乙多120吨。

第一步

加减:甲 −− 乙 =120=120

乘除:甲 =6=6 × 乙

第二步

设乙 =x=x 吨

第三步

甲 =6x=6x

6x−x=1206x−x=120

解:5x=1205x=120,x=24x=24

乙24吨,甲144吨。

例题3

大象体重是牛的7倍,大象比牛重4200千克。

第一步

加减:大象 −− 牛 =4200=4200

乘除:大象 =7=7 × 牛

第二步

设牛 =x=x 千克

第三步

大象 =7x=7x

7x−x=42007x−x=4200

解:6x=42006x=4200,x=700x=700

牛700千克,大象4900千克。

三、和差问题

例题1

甲乙和80,甲比乙大12。

第一步

加减关系1:甲 ++ 乙 =80=80(和)

加减关系2:甲 −− 乙 =12=12(差)

第二步

设乙 =x=x

第三步

加减关系2 → 甲 =x+12=x+12

加减关系1 → (x+12)+x=80(x+12)+x=80

解:2x+12=802x+12=80,2x=682x=68,x=34x=34

乙34,甲46。

例题2

两筐共56千克,甲取8千克给乙后相等。

第一步

加减关系1:甲 ++ 乙 =56=56

加减关系2:甲 −8=−8= 乙 +8+8 → 甲 −− 乙 =16=16

第二步

设乙 =x=x

第三步

加减关系2 → 甲 =x+16=x+16

加减关系1 → (x+16)+x=56(x+16)+x=56

解:2x+16=562x+16=56,2x=402x=40,x=20x=20

乙20千克,甲 x+16=36x+16=36 千克。

例题3

长方形周长48,长比宽多6。

第一步

乘除隐含关系:2×(长+宽)=48=48 → 长 ++ 宽 =24=24(加减)

加减关系:长 −− 宽 =6=6

第二步

设宽 =x=x

第三步

加减关系 → 长 =x+6=x+6

乘除转加减关系 → (x+6)+x=24(x+6)+x=24

解:2x+6=242x+6=24,2x=182x=18,x=9x=9

宽9,长15。

四、盈亏问题

例题1(一盈一亏)

每人5颗多12颗,每人8颗少9颗。求人数和糖果数。

第一步

乘除+加减关系1:5 × 人数 +12=+12= 总糖数

乘除+加减关系2:8 × 人数 −9=−9= 总糖数

第二步

设人数 =x=x

第三步

关系1 → 总糖数 =5x+12=5x+12

关系2 → 总糖数 =8x−9=8x−9

总糖数相等 → 5x+12=8x−95x+12=8x−9

解:12+9=8x−5x12+9=8x−5x,21=3x21=3x,x=7x=7

7人,糖 =5×7+12=47=5×7+12=47 颗。

例题2(双盈)

每人7本多15本,每人10本多3本。

第一步

关系1:7 × 人数 +15=+15= 总本数

关系2:10 × 人数 +3=+3= 总本数

第二步

设人数 =x=x

第三步

关系1 → 总本数 =7x+15=7x+15

关系2 → 总本数 =10x+3=10x+3

总本数相等 → 7x+15=10x+37x+15=10x+3

解:15−3=10x−7x15−3=10x−7x,12=3x12=3x,x=4x=4

4人,本 =7×4+15=43=7×4+15=43。

例题3(双亏)

每人9本少25本,每人7本少5本。

第一步

关系1:9 × 人数 −25=−25= 总本数

关系2:7 × 人数 −5=−5= 总本数

第二步

设人数 =x=x

第三步

关系1 → 总本数 =9x−25=9x−25

关系2 → 总本数 =7x−5=7x−5

总本数相等 → 9x−25=7x−59x−25=7x−5

解:9x−7x=−5+259x−7x=−5+25,2x=202x=20,x=10x=10

10人,本 =9×10−25=65=9×10−25=65。

五、鸡兔同笼

例题1

头30,脚84。鸡2脚,兔4脚。

第一步

加减关系:鸡 ++ 兔 =30=30

乘除+加减关系:2×鸡 +4×+4×兔 =84=84

第二步

设鸡 =x=x 只

第三步

加减关系 → 兔 =30−x=30−x

乘除+加减关系 → 2x+4(30−x)=842x+4(30−x)=84

解:2x+120−4x=842x+120−4x=84,−2x=−36−2x=−36,x=18x=18

鸡18只,兔 30−18=1230−18=12 只。

例题2

2分、5分硬币共20枚,总值64分。

第一步

加减关系:2分枚数 ++ 5分枚数 =20=20

乘除+加减关系:2×2分枚数 +5×+5×5分枚数 =64=64

第二步

设2分 =x=x 枚

第三步

加减关系 → 5分 =20−x=20−x

乘除+加减关系 → 2x+5(20−x)=642x+5(20−x)=64

解:2x+100−5x=642x+100−5x=64,−3x=−36−3x=−36,x=12x=12

2分12枚,5分8枚。

例题3

25题,对得4分,错扣1分,得85分。

第一步

加减关系:对 ++ 错 =25=25

乘除+加减关系:4×对 −1×−1×错 =85=85

第二步

设对 =x=x 题

第三步

加减关系 → 错 =25−x=25−x

乘除+加减关系 → 4x−1(25−x)=854x−1(25−x)=85

解:4x−25+x=854x−25+x=85,5x=1105x=110,x=22x=22

对22题,错3题。

六、年龄问题

例题1

父亲35岁,儿子5岁。几年后父亲是儿子的4倍?

第一步

乘除关系(未来):父 +x+x 年 =4×=4×(子 +x+x 年)

现在年龄已知,加减关系隐含在增长中

第二步

设 xx 年后

第三步

乘除关系 → 35+x=4(5+x)35+x=4(5+x)

解:35+x=20+4x35+x=20+4x,15=3x15=3x,x=5x=5

5年后。

例题2

三年前父子年龄和49,今年父亲是儿子的4倍。

第一步

加减关系:今年和 =49+3+3=55=49+3+3=55 → 父 ++ 子 =55=55

乘除关系:父 =4×=4× 子

第二步

设子 =x=x 岁

第三步

乘除关系 → 父 =4x=4x

加减关系 → 4x+x=554x+x=55

解:5x=555x=55,x=11x=11

子11岁,父44岁。

例题3

爷爷是孙子7倍,大54岁。几年后是4倍?

第一步(分两阶段)

阶段一:现在

乘除:爷爷 =7×=7× 孙子

加减:爷爷 −− 孙子 =54=54

阶段二:未来

乘除:(爷爷 +y+y) =4×=4×(孙子 +y+y)

第二步

阶段一:设孙子 =x=x

阶段二:设 yy 年后

第三步

阶段一:爷爷 =7x=7x

加减关系 → 7x−x=547x−x=54 → 6x=546x=54,x=9x=9。爷爷63。

阶段二:63+y=4(9+y)63+y=4(9+y)

解:63+y=36+4y63+y=36+4y,27=3y27=3y,y=9y=9

9年后。

七、植树问题

例题1(两端栽)

路200米,每5米一棵。

第一步

乘除关系:段数 =200÷5=40=200÷5=40

加减关系:棵数 == 段数 +1+1

第二步

设棵数 =x=x

第三步

加减关系直接列式:x−1=40x−1=40

(或用:x=200÷5+1x=200÷5+1)

解:x=41x=41

41棵。

例题2(两端不栽)

走廊30米,每3米一盆,两端不放。

第一步

乘除:段数 =30÷3=10=30÷3=10

加减:盆数 == 段数 −1−1

第二步

设盆数 =x=x

第三步

x+1=10x+1=10

解:x=9x=9

9盆。

例题3(环形)

周长400米,每8米一棵。

第一步

乘除:棵树 == 周长 ÷ 间距(环形无加减)

无加减关系

第二步

设棵数 =x=x

第三步

x=400÷8x=400÷8

解:x=50x=50

50棵。

八、行程问题

例题1(相遇)

相距480km,客车70km/h,货车50km/h,几小时相遇?

第一步

加减关系:速度和 =70+50=120=70+50=120

乘除关系:时间 =480÷=480÷ 速度和

第二步

设 xx 小时相遇

第三步

加减先不计算,直接写入乘除:

路程 =70x+50x=70x+50x

加减+乘除整体:70x+50x=48070x+50x=480

解:120x=480120x=480,x=4x=4

4小时。

例题2(追及)

甲6km/h,乙4km/h,甲落后10km。

第一步

加减关系:速度差 =6−4=2=6−4=2

乘除关系:时间 =10÷=10÷ 速度差

第二步

设 xx 小时追上

第三步

6x−4x=106x−4x=10

解:2x=102x=10,x=5x=5

5小时。

例题3(火车过桥)

火车长200m,速度15m/s,桥长700m。

第一步

加减关系:总路程 =200+700=900=200+700=900

乘除关系:时间 =900÷15=900÷15

第二步

设 xx 秒

第三步

15x=200+70015x=200+700

解:15x=90015x=900,x=60x=60

60秒。

九、工程问题

例题1

甲10天,乙15天,合作几天?

第一步

乘除关系:甲效率 =1/10=1/10,乙效率 =1/15=1/15

加减关系:效率和 =1/10+1/15=1/10+1/15

乘除关系:时间 =1÷=1÷ 效率和

第二步

设合作 xx 天

第三步

(110+115)x=1(101 +151 )x=1

解:530x=1305 x=1,16x=161 x=1,x=6x=6

6天。

例题2

甲12天,乙18天,甲先做4天再合作。

第一步

乘除:甲效率 =1/12=1/12,乙效率 =1/18=1/18

甲4天工作量:4×1/12=1/34×1/12=1/3

加减:剩余 =1−1/3=2/3=1−1/3=2/3

加减:效率和 =1/12+1/18=1/12+1/18

乘除:合作时间 == 剩余 ÷ 效率和

第二步

设合作 xx 天

第三步

(112+118)x=1−412(121 +181 )x=1−124 

解:536x=23365 x=32 ,x=23×365=4.8x=32 ×536 =4.8

4.8天。

例题3

进水管5小时满,排水管8小时放完,同开多久满?

第一步

乘除:进效率 =1/5=1/5,排效率 =1/8=1/8

加减:净效率 =1/5−1/8=1/5−1/8

乘除:时间 =1÷=1÷ 净效率

第二步

设 xx 小时

第三步

(15−18)x=1(51 −81 )x=1

解:340x=1403 x=1,x=40/3x=40/3 小时。

十、平均数问题

例题1

语文90,数学95,英语85。平均?

第一步

加减关系:总分 =90+95+85=90+95+85

乘除关系:平均 == 总分 ÷ 3

第二步

设平均 =x=x

第三步

x=(90+95+85)÷3x=(90+95+85)÷3

解:x=270÷3=90x=270÷3=90。

例题2

前三次平均88,第四次96。四次平均?

第一步

乘除转加减:前三次总分 =88×3=264=88×3=264

加减:四次总分 =264+96=360=264+96=360

乘除:四次平均 =360÷4=360÷4

第二步

设平均 =x=x

第三步

x=(88×3+96)÷4x=(88×3+96)÷4

解:x=360÷4=90x=360÷4=90。

例题3

5个数均40,改一数为70后均50。原数?

第一步

乘除:原总数 =40×5=200=40×5=200,新总数 =50×5=250=50×5=250

加减:总数差 =250−200=50=250−200=50

加减:原数 =新数70−差50=新数70−差50

第二步

设原数 =x=x

第三步

新总数 −− 原总数 =70−x=70−x

50=70−x50=70−x

解:x=20x=20。

十一、归一问题

例题1

3台2小时42个,5台8小时?

第一步

乘除关系1:1台1小时 =42÷3÷2=7=42÷3÷2=7

乘除关系2:总量 =7×5×8=7×5×8

第二步

设总量 =x=x

第三步

x=(42÷3÷2)×5×8x=(42÷3÷2)×5×8

解:x=7×40=280x=7×40=280。

例题2

4头牛5天800kg,3头7天?

第一步

乘除:1头1天 =800÷4÷5=40=800÷4÷5=40

乘除:总量 =40×3×7=40×3×7

第二步

设总量 =x=x

第三步

x=40×3×7=840x=40×3×7=840。

例题3

3小时240km,640km几小时?

第一步

乘除:速度 =240÷3=80=240÷3=80

乘除:时间 =640÷80=640÷80

第二步

设 xx 小时

第三步

x=640÷(240÷3)=8x=640÷(240÷3)=8。

十二、归总问题

例题1

每天12页15天看完,10天看完每天?

第一步

乘除:总页数 =12×15=180=12×15=180

乘除:每天 =180÷10=180÷10

第二步

设每天 =x=x

第三步

x=(12×15)÷10=18x=(12×15)÷10=18。

例题2

每天30个20天完,每天多做10个,几天?

第一步

乘除:总量 =30×20=600=30×20=600

加减:新效率 =30+10=40=30+10=40

乘除:天数 =600÷40=600÷40

第二步

设 xx 天

第三步

x=(30×20)÷(30+10)=15x=(30×20)÷(30+10)=15。

例题3

每天80米25天修完,提前5天,实际每天?

第一步

乘除:总长 =80×25=2000=80×25=2000

加减:实际天数 =25−5=20=25−5=20

乘除:实际每天 =2000÷20=2000÷20

第二步

设实际每天 =x=x

第三步

x=(80×25)÷(25−5)=100x=(80×25)÷(25−5)=100。

十三、分数应用题

例题1

50千克大米,吃3/5。吃了?剩下?

第一步

乘除:吃了 =50×3/5=50×3/5

加减:剩下 =50−=50− 吃了的

第二步

设吃了 =x=x

第三步

x=50×3/5=30x=50×3/5=30,剩 =50−30=20=50−30=20。

例题2

看了80页,是全书的2/5。全书?

第一步

乘除:全书的 2/5=802/5=80 → 全书 =80÷2/5=80÷2/5

第二步

设全书 =x=x

第三步

25x=8052 x=80,x=200x=200。

例题3

一桶油,用1/3,又用10kg,剩1/2。原重?

第一步

加减关系1:用去的总占比 =1−1/2=1/2=1−1/2=1/2

加减关系2:第二次用去的占比 =1/2−1/3=1/6=1/2−1/3=1/6

乘除关系:10÷1/6=10÷1/6= 总重

第二步

设总重 =x=x

第三步

第二次用去占比对应重量:16x=1061 x=10 或

整体式:x−13x−10=12xx−31 x−10=21 x

用整体式:x−13x−12x=10x−31 x−21 x=10

66x−26x−36x=1066 x−62 x−63 x=10

16x=1061 x=10,x=60x=60。

十四、百分数应用题

例题1(浓度)

200克含盐5%,加盐使浓度10%。

第一步

乘除:水重 =200×0.95=190=200×0.95=190(不变)

乘除:新总重 =190÷0.9=190÷0.9

加减:加盐 == 新总重 −200−200

第二步

设加盐 =x=x 克

第三步

浓度等式:200×0.05+x200+x=0.1200+x200×0.05+x =0.1

解:10+x200+x=0.1200+x10+x =0.1

10+x=20+0.1x10+x=20+0.1x

0.9x=100.9x=10,x≈11.1x≈11.1 克。

例题2(利润)

进价80,利润率30%定价,九折售出。利润?

第一步

乘除:定价 =80×1.3=104=80×1.3=104

乘除:售价 =104×0.9=93.6=104×0.9=93.6

加减:利润 =93.6−80=13.6=93.6−80=13.6

第二步

设利润 =x=x

第三步

x=80×1.3×0.9−80=13.6x=80×1.3×0.9−80=13.6。

例题3(折扣)

八折卖240元,便宜多少?

第一步

乘除:原价 =240÷0.8=300=240÷0.8=300

加减:便宜 =300−240=60=300−240=60

第二步

设便宜 =x=x

第三步

x=240÷0.8−240=60x=240÷0.8−240=60。

十五、比例应用题

例题1

84cm围三角形,三边比3:4:5。

第一步

加减:总份数 =3+4+5=12=3+4+5=12

乘除:每份 =84÷12=7=84÷12=7

乘除:三边 =7×3,7×4,7×5=7×3,7×4,7×5

第二步

设每份 =x=x

第三步

3x+4x+5x=843x+4x+5x=84,12x=8412x=84,x=7x=7

三边:21,28,35。

例题2

3kg黄豆做12kg豆腐,8kg做多少?

第一步

乘除:1kg出豆腐 =12÷3=4=12÷3=4

乘除:8kg出 =4×8=32=4×8=32

第二步

设出豆腐 =x=x

第三步

x÷8=12÷3x÷8=12÷3 或 x=8×(12÷3)=32x=8×(12÷3)=32。

例题3

每本30页装200本,每本40页装几本?

第一步

乘除:总页数 =30×200=6000=30×200=6000

乘除:本数 =6000÷40=150=6000÷40=150

第二步

设本数 =x=x

第三步

40x=30×20040x=30×200,x=150x=150。

十六、周期问题

例题1

“我爱数学”循环,第100个?

第一步

乘除:周期 =4=4,100÷4=25100÷4=25 余0

余0对应周期最后一个

第二步

设位置对应第几个字(无需方程,直接算)

第三步

100÷4=25100÷4=25 余0 → 第4字“学”。

例题2

1月1日周一,1月31日周几?

第一步

加减:过 31−1=3031−1=30 天

乘除:30÷7=430÷7=4 余2

加减:周一 +2+2 天 == 周三

第三步

31−1=3031−1=30,30÷7=4...230÷7=4...2,周1+2=31+2=3。

例题3

“红黄蓝绿”周期,第78个?

第一步

乘除:78÷4=1978÷4=19 余2

余2 = 第2个“黄”

第三步

78÷4=19...278÷4=19...2 → 黄色。

第37讲 用方程解决问题的过程
碰见的问题
常规办法无法解决
如何用方程来解决的
第38讲 函数概念的建立

一、几个概念

(1)代数:“代数”就是用字母代替数字,其核心是“变量”“未知数”的概念;

(2)代数表达式:含有“代数”的表达式,含有“变量”的表达式;比如3x+2;

(3)函数:函数是一种动态的、含有未知数的表达式,强调“动态”。

(4)方程:方程是含有未知数的等式,比如x+3=7;方程是动态函数的一个解,方程强调“静态”;可以先学习动态函数,再学习静态方程

(5)解方程:解方程就是计算出方程里面的未知数的过程。比如已知x+3=7,计算出x=4。

多传统的教学把它们分开,其实是为了降低初学时的难度。但当你已经有了四则运算的基础后,把它们融合起来学,会让你瞬间明白代数的“灵魂”所在:函数是看待关系的动态视角,方程是寻找特定的静态瞬间。

下面我就为你量身打造一个融合学习的框架和节奏,咱们用“人话”一起来捋一捋。

融合学习框架:方程与函数的“双子星”计划

你可以把整个学习过程想象成在认识一个叫“代数”的朋友。这个朋友有两种性格:一种是“方程”,喜欢问“什么时候会相等?”;另一种是“函数”,喜欢问“如果这样,结果会怎样?”。

“代数”与“函数”和“方程”的关系

“代数”里面包含了“函数”和“方程”,就像“数字”里面包含了“分数”和“整数”,所以在学习的过程中,实际研究的对象是“分数”和“整数”,或者说是“函数”和“方程”。

多问两个问题:每次看到一个方程,都问自己:“它的函数形式是什么?”“图像大概长什么样?”每次看到一个函数,都问自己:“它和x轴的交点在哪?(解方程)”“它和另一个函数的交点在哪?(解方程组)”

从反向理解:函数关系是“因”到“果”,方程是已知“果”去求“因”。就像你知道路程和速度的关系(函数),问你什么时候能走到100米外(方程)。

总结一下,你的融合学习路径就是:

一条主线:函数关系(动态、全局)

两个工具:方程(静态、特定点) 和 图像(可视化工具)

用函数的思想去统领全局,用方程去解决具体问题,用图像来辅助思考和理解。这样学,你学到的不再是一个个零散的知识点,而是一张互联互通、相互支撑的知识网络。

切入点一:从“数字谜题”到“未知数”(The Unknown)

这是最自然、最直接的切入点。孩子已经会解“( )+ 5 = 12”这样的题,现在只是把括号换成一个符号。

核心概念:

引入符号(如 □, △, ?,最后过渡到 x)代表一个我们不知道的数,即“未知数”。

理解“方程”就是一个“数字天平”,等号 = 表示两边的值是平衡的。

学习通过逆运算来“破解”这个谜题,找到未知数的值。

教学步骤:

复习与引入:出一些带括号的算式,如 ( ) - 7 = 15。问孩子:“括号里的数是多少?你是怎么想的?”(他可能会说“15加7等于22”)。肯定他的“逆运算”思想。

引入符号:告诉孩子:“数学家觉得总画括号太麻烦了,他们喜欢用一个字母来代替这个未知的数,最常用的就是 x。” 然后把题目写成 x - 7 = 15。

天平模型:画一个天平。左边放一个写着 x 的盒子和一个 -7 的砝码,右边放一个 15 的砝码。问:“要想知道盒子里有多重,我们该怎么办?”(把左边的 -7 拿走,为了保持平衡,右边也得拿走一个 -7?不,应该是右边也“加回去”一个 7)。通过这个直观的方式,让孩子理解“等式两边同时加上相同的数,等式仍然成立”。

验证题目:

基础题:

x + 23 = 56

x - 18 = 34

7 × x = 84

x ÷ 6 = 9

稍复杂题(需要两步逆运算):

2 × x + 5 = 17 (引导:先把 2×x 看作一个整体)

(x - 4) ÷ 3 = 5 (引导:先把 (x-4) 看作一个整体)

切入点二:从“算式”到“表达式”(Algebraic Expressions)

当孩子会用 x 后,就可以引导他用 x 来“写故事”(描述数量关系)。

核心概念:

一个含有符号(如 x)的算式,叫做“代数表达式”。

当 x 的值确定时,表达式的值也就确定了。

教学步骤:

语言到符号:给出情景,让孩子翻译成表达式。

“小明有了一些弹珠(x 颗),后来又买了 10 颗。” -> x + 10

“一个盒子里有 y 块糖,平均分给 4 个小朋友。” -> y ÷ 4 或 y/4

“一支铅笔 a 元,买 5 支要多少钱?” -> 5 × a 或 5a (介绍乘号可省略的写法)

求值:当 x = 5 时,x + 10 等于多少?当 a = 2 时,5a 等于多少?

验证题目:

根据题意写表达式:

爸爸的年龄是儿子的3倍,如果儿子 b 岁,爸爸多少岁? (3b)

一辆火车上有 m 个人,到站后下去12人,上来8人,现在车上有多少人? (m - 12 + 8)

求值:

当 c = 15 时,c - 9 和 20 - c 分别等于多少?

当 n = 6 时,2n + 3 等于多少?

切入点三:从“应用题”到“方程”(Forming Equations)

这是代数的核心威力所在——用方程解决复杂的实际问题。

核心概念:

找到题目中“相等的量”,用等号连接两个表达式,从而列出方程。

解这个方程,得到未知数的值,也就解决了问题。

教学步骤:

选择未知数:通常问题问什么,我们就设什么是 x。

寻找等量关系:这是最关键的一步。引导孩子思考:“题目中哪句话告诉我们两个东西是一样多的?”

列出并求解方程。

验证题目:

和差倍问题(他非常熟悉):

“一个数的3倍加上20,等于80,求这个数。” (设这个数为 x, 3x + 20 = 80)

“哥哥和妹妹共有50元,哥哥比妹妹多10元,问妹妹有多少元?” (设妹妹有 x 元,则哥哥有 x+10 元,方程:x + (x + 10) = 50)

简单行程问题:

“小华和小明从家到学校,小华每分钟走60米,走了 x 分钟到达。小明每分钟走75米,走了8分钟到达。如果他们走的路程一样远,请问小华走了几分钟?” (60x = 75 × 8)

切入点四:从“数字规律”到“函数思想”(The Concept of Function)

这是为函数概念打基础,让孩子看到变量之间的依赖关系。

核心概念:

两个量(如 x 和 y)之间存在一种“输入-输出”关系。

对于一个 x 的值,有唯一的一个 y 值与之对应。

教学步骤:

从表格出发:给出一个简单的规律。

例如:“买1个苹果2元钱,买2个4元,买3个6元...”

画出表格:

苹果数 (x)

总价 (y)

1

2

2

4

3

6

4

?

...

...

x

?

寻找关系:问孩子:“总价 y 和苹果数 x 之间,有什么关系?” (y = 2 × x)

引入“函数机器”:画一个机器,左边入口是 x,机器里写着规则“× 2”,右边出口是 y。让孩子理解 x 进去,按照规则变形,y 出来。

验证题目:

找出规律,写出关系式(y = ...):

x: 1, 2, 3, 4 -> y: 3, 5, 7, 9 ... (y = 2x + 1)

x: 5, 6, 7, 8 -> y: 25, 36, 49, 64 ... (y = x × x,这里可以引入 x² 的符号)

根据关系式,填写表格:

如果 y = 4x - 2,当 x 等于 1, 2, 3 时,y 分别等于多少?

总结与路线图

您可以按照这个顺序来引导:

未知数 (x) -> 解简单方程 -> 验证:数字谜题

表达式 -> 用字母表示数 -> 验证:文字翻译和求值

列方程 -> 解决应用题 -> 验证:和差倍、行程等问题

函数思想 -> 探索变量关系 -> 验证:数字规律、函数机器

第39讲 研究函数的思路和方法

学习函数知识之前,通过观察函数的形状,来研究函数的特点;

学习函数知识之后,通过研究函数的特点,来描绘函数的形状。

先学习基函数,再了解拉伸、压缩、移动,再把基函数组合成其他函数

第一步:观察函数的全貌

看它的定义域(在哪存在)

值域(能到多高多低)

奇偶性/周期性/单调性(有没有对称性可以偷懒)。

第二步:观察特殊点

零点(在哪穿过地面)

极值点(山峰和山谷)。

第三步:

观察远方(极限)

看它尽头的行为,这就是极限。

水平渐近线:x 趋于无穷时它是否趋于一个固定值?

垂直渐近线:x 趋于某个没定义的点时,它是否爆炸到无穷大?

第四步:

观察细节变化(导数/微分)

导数精确地告诉函数在每个点是在上坡还是下坡。

导数 > 0:函数在递增(上坡)。

导数 < 0:函数在递减(下坡)。

导数 = 0:遇到平地(这里很可能是山顶、山谷或平台,也就是极值点)。

你看,之前判断单调性需要猜和画图,现在直接算一下导数正负就行了,又快又准!

观察细节变化(二阶导数)

二阶导数看弯曲方向,看“坡度的变化率”。

二阶导 > 0:坡度在变陡,函数在“加速”上坡,图像是凹的(像个小碗 ∪,能接住水)。

二阶导 < 0:坡度在变缓,函数在“减速”上坡(或者说加速下坡),图像是凸的(像个小拱门 ∩,水会流走)。

二阶导 = 0 且变号:拐点,也就是碗和拱门的转换点,弯曲方向改变了。

第35讲 幂运算与二次根式

幂运算就像数学里的“缩写术”,把一长串乘法用个小数字表示,特别省事儿。我帮你从头理一遍,用最白话的方式讲。

咱们可以把幂运算想象成 “套娃游戏”,一层套一层,但规则很简单。

第一步:先搞懂“幂”到底是个啥?

核心思想:幂就是“重复乘法”的快捷写法。

比如:

5 × 5 × 5 太长了,写成 5^3 多清爽!

这里 5 叫 底数(谁在乘)

3 叫 指数(乘几次)

整个 5^3 就叫 幂。

所以,a的n次方 (a^n) 的意思就是:n个a乘在一起。

第二步:学习四大核心运算规则

规则不多,就四个,但一定要分清什么时候用哪个。

规则一:同底数幂 【相乘】 -> 【指数相加】

口诀:底数不变,指数相加。

为啥呢? 举个例子就懂了:

2^3 × 2^2 = (2×2×2) × (2×2) = 2的(3+2)次方 = 2^5

你看,前面3个2,后面2个2,乘在一起不就是5个2吗?

公式: a的m次方 × a的n次方 = a的(m+n)次方

什么时候用? 当你看到 乘法 并且 底数完全相同 的时候。

规则二:同底数幂 【相除】 -> 【指数相减】

口诀:底数不变,指数相减。

为啥呢? 也举个例子:

5^5 ÷ 5^3 = (5×5×5×5×5) / (5×5×5) = 5 × 5 = 5的(5-3)次方 = 5^2

你看,上下约掉3个5,剩下就是2个5。

公式: a的m次方 ÷ a的n次方 = a的(m-n)次方 (其中 a ≠ 0)

什么时候用? 当你看到 除法 并且 底数完全相同 的时候。

规则三:幂的 【乘方】 -> 【指数相乘】

口诀:底数不变,指数相乘。

这个特别容易搞混! 注意是“幂的乘方”,比如 (2^3)^2。

这啥意思? 2^3 是一个整体,再平方,就是 (2^3) × (2^3) = (2×2×2) × (2×2×2) = 2的(3×2)次方 = 2^6

所以是 3 和 2 相乘,不是相加。

公式: (a的m次方)的n次方 = a的(m×n)次方

什么时候用? 当你看到一个幂的 外面又套了一个指数 的时候。

规则四:积的 【乘方】 -> 【分别乘方】

口诀:每个因子都乘方,最后再相乘。

比如:(2 × 3)^2。这意思是 (2×3) × (2×3) = 2×3×2×3 = 2^2 × 3^2

所以是把括号里的2和3分别平方了,再乘起来。

公式: (a × b)的n次方 = a的n次方 × b的n次方

什么时候用? 当你看到一个 乘法括号外面有个指数 的时候。

第三步:搞定两个“特殊规定”

零指数幂:任何数的0次方都是1

a的0次方 = 1 (其中 a ≠ 0)

为啥? 用除法规则解释:a^3 ÷ a^3 = a的(3-3)次方 = a^0,而一个数除以它自己等于1。所以规定 a^0 = 1。

负指数幂:负几次方就是正几次方的倒数

a的负n次方 = 1 / (a的n次方) (其中 a ≠ 0)

为啥? 还是用除法:a^2 ÷ a^5 = a的(2-5)次方 = a的负3次方,而 a^2 ÷ a^5 = (a^2)/(a^5) = 1/(a^3)。所以 a的负3次方 = 1/(a^3)。

给你的学习框架和思路

先死记硬背四大公式和两个规定。把它们写在卡片上,随时看。

疯狂练习“识别”题型。拿到一道题,先别做,判断它属于哪种情况:

底数相同在做乘除法? -> 用规则一或二(看符号)

一个幂的头顶还有个指数? -> 用规则三(幂的乘方)

一个乘积外面有个指数? -> 用规则四(积的乘方)

指数是0或者负数? -> 用特殊规定

从简单数字开始练。别一上来就用字母,先用比如 2^3 × 2^2 这种,算出结果(=32),再用规则 2的(3+2)次方=2^5=32 验证,加深理解。

混合运算是大BOSS。遇到像 (2 * x^2 * y)^3 这种混合题,别慌,一步步拆:

先用“积的乘方”规则: = 2^3 × (x^2)^3 × y^3

再用“幂的乘方”规则: = 8 × x的(2×3)次方 × y^3

最后得到: = 8 * x的6次方 * y的3次方

总结一下:

幂运算就是个“纸老虎”,规则就这几条。你感觉乱,是因为没分清题目在考哪个规则。多做题,多问自己“这题到底在考什么?”,很快就能上手。

二次根式

第一步:先搞懂“二次根式”到底是个啥?

核心思想:二次根式就是“开平方”,寻找平方根。

比如:

你看到 √4,就是在问“哪个数自己乘自己等于4?”,答案当然是2(我们只考虑正的那个)。

这里 √ 叫 根号。

a 叫 被开方数,它必须 大于等于0,因为负数没有实数平方根。

整个 √a 就叫 二次根式。

所以,√a (a≥0) 的意思就是:那个非负的数,它的平方等于a。

第二步:学习三大核心运算规则

和幂运算一样,规则不多,但要用对地方。

规则一:乘除法 → 先合并再开方,或先开方再合并

核心:乘除法好兄弟,可以放进同一个根号里玩耍。

乘法法则:

口诀:根号不变,里面相乘。

公式: √a × √b = √(a×b) (a≥0, b≥0)

为啥呢? 举个例子:

√4 × √9 = 2 × 3 = 6

√(4×9) = √36 = 6

结果一模一样!所以两个根号相乘,可以先把数乘起来,再开一次根号就行。

除法法则:

口诀:根号不变,里面相除。

公式: √a ÷ √b = √(a÷b) (a≥0, b>0)

为啥呢? 举个例子:

√36 ÷ √9 = 6 ÷ 3 = 2

√(36÷9) = √4 = 2

结果也一样!所以两个根号相除,可以先把数除一下,再开一次根号。

什么时候用? 当你看到 根号在和根号进行乘除 的时候,优先考虑合并成一个根号,往往会让计算变简单。

规则二:加减法 → 先化简要合并的项

核心:加减法认“同类项”,就像合并“同一种水果”。

口诀:不是同类不能合并,先化简再看是不是同类。

这啥意思? 举个例子就懂了:

例子1(可以合并): 2√3 + 5√3

这就像 2个苹果 + 5个苹果。它们都是“√3”这种苹果,所以可以合并: (2+5)个√3 = 7√3

例子2(不能合并): 2√3 + 5√2

这就像 2个苹果 + 5个梨子。根本不是同一种东西,所以 绝对不能 把2和5加起来!答案就是 2√3 + 5√2,已经是最简结果。

例子3(需要先化简): √12 + √3

看着不是同类项?别急!先化简√12:√12 = √(4×3) = √4 × √3 = 2√3

所以原式 = 2√3 + √3 = (2+1)√3 = 3√3

看,化简后发现是同类项了!

步骤总结:

先将每个二次根式 化简到最简形式(即被开方数里没有能开出来的因数)。

找出 被开方数完全相同 的项(这就是“同类二次根式”)。

只把它们的系数相加减。

规则三:混合运算 → 顺序和四则运算一样

核心:先乘除,后加减,有括号先算括号。

乘除法用规则一,加减法用规则二。混合运算就是这两个规则的组合应用。

第三步:搞定一个“核心技巧”—— 分母有理化

核心思想:我不想让分母上站着根号,太难看,要把它变成整数。

方法:分子和分母同时乘以一个相同的数,把分母的根号“变没”。

为啥要这样做? 因为分母是整数时,式子看起来更简洁,也方便进行后续的估算和计算。

例子: 把 1 / √2 化简

分母是 √2,我们想把它变成2。

根据“分子分母同乘一个数,值不变”的原理,我们让分子分母都乘以 √2:

(1 × √2) / (√2 × √2) = √2 / 2

看!分母就从 √2 变成了整数 2。这个过程就叫 分母有理化。

公式: 1 / √a = √a / a

给你的学习框架和思路

理解本质:永远记住 √a 是平方等于a的那个非负数。

掌握两大工具:

化简:把像√12, √50这样的数,化成最简二次根式(如2√3, 5√2)。这是所有运算的基础!

有理化:解决分母带根号的问题。

识别题型:

看到乘除 -> 想规则一,先合并成一个根号。

看到加减 -> 想规则二,先化简,再找同类项合并。绝不是简单系数相加减!

看到分母有根号 -> 想“分母有理化”。

从数字开始练:先算 √8 × √2, √27 - √3 这种纯数字题,熟练规则。

混合运算按部就班:遇到复杂式子,严格按照“先乘除、后加减、有括号先算括号”的顺序做,每一步都只用上面某一个规则。

总结一下:

二次根式运算就三板斧:化简、合并、有理化。 你觉得难,往往是没化简彻底,或者没认出同类项。多做练习,形成“先看一眼能不能化简”的条件反射,就绝对没问题了。

第37讲 基础函数_幂函数 x^a

注意研究函数的拉伸、压缩、移动

在函数空间理论中,幂函数和三角函数可以作为基函数来表示其他函数。例如:

泰勒级数:将函数展开为幂函数的级数(即幂级数),适用于光滑函数。

傅里叶级数:将函数展开为三角函数(sin⁡xsinx 和 cos⁡xcosx)的级数,适用于周期函数。

2. 幂函数

幂函数是形式为 f(x) = x^a 的函数,其中 a 是一个常数(实数)。根据指数 a 的不同,它有多种特殊形式:

a 为正整数: 如 x², x³, x⁴... (即多项式的基本组成部分)

a = 1: 一次函数 f(x) = x (也是正比例函数)

a = 2: 二次函数 f(x) = x² (其图像是抛物线)

a = 3: 三次函数 f(x) = x³

a = 1/2: 平方根函数 f(x) = √x = x^(1/2)

a = 1/3: 立方根函数 f(x) = ³√x = x^(1/3)

a = -1: 反比例函数 f(x) = 1/x = x^(-1)

a = -2: 二次反比例函数 f(x) = 1/x² = x^(-2)

好的,咱们来聊聊幂函数。这个函数家族非常庞大,形态各异,有点像函数界的“变形金刚”。因为它的形式 f(x) = x^a 中,指数 a 可以是任何实数,这导致了它的图像和行为千差万别。咱们还是用老办法,把它分门别类地拆解清楚。

分析对象:幂函数 f(x) = x^a (a ∈ R)

为了讲清楚,我们得把 a 分成几种情况来讨论。这是分析幂函数最关键的一步。

情况一:指数 a 是正整数 (e.g., a = 1, 2, 3...)

这类最简单,就是 x, x², x³...

第一步:看个大概

定义域:x 取任何实数都行。所以是 全体实数 R。

值域:这取决于 a 是奇数还是偶数。

a 为偶数 (e.g., x², x⁴): x^a ≥ 0。所以值域是 [0, +∞)。

a 为奇数 (e.g., x, x³): 值域是 全体实数 R。

奇偶性:

a 为偶数:偶函数。图像关于 y轴对称。

a 为奇数:奇函数。图像关于 原点对称。

周期性:没有周期性。

第二步:找关键地标

零点:(0, 0)。所有正整数次幂函数都过原点。

极值点:

a 为偶数:在 x=0 处有最小值点 (0, 0)。

a 为奇数:没有极值点。

第三步:看看未来(极限与渐近线)

lim(x→±∞) x^a = +∞。没有水平渐近线。

没有垂直渐近线。

第四步:拿出终极显微镜(导数分析)

一阶导数:f'(x) = a * x^{a-1}

a 为偶数:

x < 0: f'(x) < 0,函数递减。

x > 0: f'(x) > 0,函数递增。

a 为奇数:

f'(x) = a * x^{a-1}。因为 a-1 是偶数,所以 x^{a-1} ≥ 0。

因此 f'(x) 的符号由 a 决定。a>0,则 f'(x) ≥ 0,函数在 R 上递增。

二阶导数:f''(x) = a(a-1) * x^{a-2}

这会决定图像的凹凸性,具体正负由 a, (a-1), x 共同决定。例如 f(x)=x²,f''(x)=2>0,全程是凹的(∪)。f(x)=x³,f''(x)=6x,在 x<0 是凸的(∩),在 x>0 是凹的(∪),(0,0) 是拐点。

情况二:指数 a 是负整数 (e.g., a = -1, -2, -3...)

这类是 1/x, 1/x², 1/x³...,也叫反比例幂函数。

第一步:看个大概

定义域:x ≠ 0。因为分母不能为零。

值域:

a 为负偶数 (e.g., x⁻²): y > 0。值域是 (0, +∞)。

a 为负奇数 (e.g., x⁻¹, x⁻³): y ≠ 0。值域是 (-∞, 0) ∪ (0, +∞)。

奇偶性:

a 为负偶数:偶函数。

a 为负奇数:奇函数。

周期性:没有。

第二步:找关键地标

零点:没有。函数值永远不为零。

极值点:没有。

第三步:看看未来(极限与渐近线)

这是核心!

lim(x→0⁺) x^a = ±∞,lim(x→0⁻) x^a = ±∞ (正负由 a 的奇偶性决定)。

lim(x→±∞) x^a = 0。

结论:有两条渐近线:

垂直渐近线:x = 0 (y轴)。

水平渐近线:y = 0 (x轴)。

第四步:拿出终极显微镜(导数分析)

一阶导数:f'(x) = a * x^{a-1} (a 是负数)

分析方法和前面类似,但定义域被 x=0 隔开,必须分区间讨论单调性。

二阶导数:同样分区间讨论凹凸性。

情况三:指数 a 是分数 (有理数)

这类最复杂,涉及到根式,比如 f(x) = x^{1/2} = √x, f(x) = x^{2/3} = ³√x²。

分析的关键:先看 a = m/n (最简分数)中,分母 n 的奇偶性!

A. 分母 n 是奇数 (e.g., a=1/3, 2/3, 3/5...)

定义域:全体实数 R。因为奇次根下,被开方数可以是负数。

奇偶性:由分子 m 的奇偶性决定(因为底数 x 可正可负)。

例如 f(x)=x^{1/3} (m=1是奇数),是奇函数。

例如 f(x)=x^{2/3} (m=2是偶数),是偶函数。

B. 分母 n 是偶数 (e.g., a=1/2, 3/2, 5/4...)

定义域:[0, +∞)。因为偶次根下,被开方数必须大于等于0。

对于分数次幂,其单调性、极值点、凹凸性都需要通过求导来精确分析。

一阶导数:f'(x) = a * x^{a-1}

二阶导数:f''(x) = a(a-1) * x^{a-2}

情况四:指数 a 是无理数 (e.g., a = π, √2)

结论很简单:就把它当成有理数的情况来处理就好了。它的定义域和性质与分母为奇数的正分数次幂(当 a>0)或负分数次幂(当 a<0)时是完全一致的。

a > 0:定义域为 [0, +∞)。

a < 0:定义域为 (0, +∞)。

综合举例唠一唠

例1:f(x) = x^{4} (a=4, 正整数且偶数)

看大概:定义域 R,值域 [0, +∞),偶函数。

找地标:过 (0,0),此为最小值点。

看未来:无渐近线,x→±∞, y→+∞。

显微镜:

f'(x)=4x³。x<0递减,x>0递增。

f''(x)=12x² ≥0。图像是凹的 (∪)。

例2:f(x) = x^{-1} = 1/x (a=-1, 负整数且奇数) (这就是反比例函数)

看大概:定义域 x≠0,值域 y≠0,奇函数。

找地标:无零点,无极值点。

看未来(精髓):垂直渐近线 x=0,水平渐近线 y=0。

显微镜:

f'(x) = -1/x² < 0。在 (-∞,0) 和 (0,+∞) 上均单调递减。

f''(x) = 2/x³。在 (0,+∞) 上 f''>0,图像是凹的(∪);在 (-∞,0) 上 f''<0,图像是凸的(∩)。

例3:f(x) = x^{1/2} = √x (a=1/2, 正分数,分母为偶数)

看大概:定义域 [0, +∞),值域 [0, +∞)。非奇非偶。

找地标:过 (0,0),此为最小值点。

看未来:无渐近线。

显微镜:

f'(x) = (1/2)x^{-1/2} = 1/(2√x) > 0。在定义域内单调递增。

f''(x) = (-1/4)x^{-3/2} < 0。在定义域内恒小于0,所以图像是凸的 (∩)。(像一个坡度越来越缓的上坡)

总结一下

分析幂函数 f(x) = x^a,第一步也是最重要的一步,就是根据指数 a 的类型确定它的定义域:

a 是正整数:定义域 R。

a 是负整数:定义域 x ≠ 0。

a 是分数:先化成分数 m/n(最简),看分母 n:

n 是奇数 -> 定义域 R。

n 是偶数 -> 定义域 [0, +∞)。

a 是无理数:a>0 则定义域 [0, +∞);a<0 则定义域 (0, +∞)。

确定了“舞台”(定义域)之后,再用导数这个万能工具去分析台上的“表演”(单调性、极值、凹凸性),一切就都清晰了。幂函数虽然多变,但在我们的分析框架下,它也得乖乖现出原形!

第38讲 组合函数_多项式函数与幂级数

多项式函数是由常数和幂函数(指数为非负整数)通过加法、减法、乘法运算组合而成的函数。其一般形式为:

P(x) = aₙxⁿ + aₙ₋₁xⁿ⁻¹ + ... + a₁x + a₀

根据最高次项 n 的不同,有特定名称:

n=1: 一次函数 f(x) = ax + b (当 b=0 时,它也是幂函数)

n=2: 二次函数 f(x) = ax² + bx + c (当 b=0 且 c=0 时,它也是幂函数)

n=3: 三次函数 f(x) = ax³ + bx² + cx + d

n=4: 四次函数

一、一次函数与方程分析

第一步:先看个大概(广角镜头)

咱们先远远地看一眼这个函数:

它能用在哪?:x 随便取,取啥都行,所以它的定义域是所有实数。

它能算出啥?:y 值也是要多大有多大,多小有多小,所以值域也是所有实数。

它对称吗?:它长得不对称,既不是镜像对称(偶函数),也不是旋转对称(奇函数)。所以它就是个普通函数,没啥对称性。(除非 b=0,那个特例我们待会儿说)

它循环吗?:一条直线,又不打转,所以没有周期性。

第二步:找关键地标(定位器)

现在咱们走近点,找找图上关键的点:

它在哪穿过x轴?(零点):这就是解方程 kx + b = 0。

解起来超简单:x = -b/k。

所以,它和x轴有且只有一个交点,坐标是 (-b/k, 0)。

它有山顶或山谷吗?(极值点):一条斜线,一路向上或向下,没有回头路,所以根本没有极值点。

第三步:看看它的未来(望远镜 - 极限)

咱们再看看,如果 x 变得超级大或者超级小,这个函数会怎样:

如果 k > 0:x 越大,y 就冲向正无穷;x 越小,y 就跌向负无穷。

如果 k < 0:正好反过来,x 越大,y 跌向负无穷;x 越小,y 冲向正无穷。

因为它没有无限逼近某一条线,所以它没有任何渐近线。

第四步:拿出终极显微镜(导数分析)

这部分是核心,咱们重点聊!

导数就像是你开车时的速度表和坡度仪,合二为一。

先看“速度表”(一阶导数):

咱们求个导:f'(x) = (kx + b)' = k。

发现了啥?:它的导数根本不是 x 的函数,就是一个常数 k!

这意味着什么?:

如果 k > 0:你的“速度表”永远显示正数!说明你一直在上坡,函数就在全程单调递增。图像就是一条左下到右上的直线。

如果 k < 0:你的“速度表”永远显示负数!说明你一直在下坡,函数就在全程单调递减。图像就是一条左上到右下的直线。

它有极值吗?:想有极值(山顶或山谷),你得先爬坡再下坡,或者先下坡再爬坡。但它一辈子只干一件事(不是上坡就是下坡),所以根本不存在极值。

再看“坡度仪”(二阶导数):

咱们再求一次导,看看坡度的变化:f''(x) = (k)' = 0。

发现了啥?:二阶导数恒等于0。

这意味着什么?:你的“坡度仪”永远显示0!说明这个坡是个毫无变化的直坡,不弯也不拐。所以它没有凹凸性,也没有拐点。

简单总结一下显微镜下的发现:一次函数的命运,从出生那一刻就被斜率 k 决定了。k 是正还是负,决定了它一辈子是向上走还是向下走,而它的路永远是一条笔直的、不带任何弯曲的坦途或下坡路。

举个例子唠一唠

例1:分析 f(x) = 2x - 3

看大概:哪都能算,算出来啥数都有,长得不对称。

找地标:

解方程 2x - 3 = 0 得 x = 1.5。所以它和x轴交于 (1.5, 0)。

它和y轴交于 (0, -3)。

看未来:x 变大,y 变得巨大;x 变小,y 变得巨小。

显微镜:

一阶导数 f'(x) = 2。2是正数,所以它全程都在单调递增!

二阶导数 f''(x) = 0,路是笔直的。

脑补画面:一条笔直的、从左下往右上冲的线,穿过 (0, -3) 和 (1.5, 0) 这两个点。

例2:分析 g(x) = -x + 1

看大概:同上。

找地标:

解方程 -x + 1 = 0 得 x = 1。所以交于 (1, 0)。

和y轴交于 (0, 1)。

看未来:x 变大,y 变得巨小;x 变小,y 变得巨大。

显微镜:

一阶导数 g'(x) = -1。-1是负数,所以它全程都在单调递减!

二阶导数也是0,路也是笔直的。

脑补画面:一条笔直的、从左上往右下溜的线,穿过 (0, 1) 和 (1, 0) 这两个点。

有个特例

如果 b = 0,函数变成 f(x) = kx。

它除了有上面的性质,还是个奇函数,它的图像关于原点对称。你一拧转它180度,它能和自己重合。

希望这种唠嗑式的讲解让你觉得更清楚、更有趣了!这就是用微积分的“上帝视角”来看待基础问题,降维打击,爽得很!

二、二次函数与方程分析

分析对象:二次函数 f(x) = ax² + bx + c (a ≠ 0)

第一步:先看个大概(广角镜头)

老规矩,先远远瞅一眼:

它能用在哪?:x 还是随便取,取啥都行。所以它的定义域依然是所有实数。

它能算出啥?:这回不一样了!因为 x² 这项永远大于等于0,所以 y 的值会被 a 限制住,不能像一次函数那样“为所欲为”了。它的值域是一个有边界的区间(具体是啥,我们后面看导数就知道了)。

它对称吗?:二次函数的图像是抛物线,它是个轴对称图形,有一条“对称轴”。(它不是奇函数也不是偶函数,除非对称轴是y轴)

它循环吗?:没有周期性。

第二步:找关键地标(定位器)

现在走近点,找找图上最关键的点:

它在哪穿过x轴?(零点/根):这就是解二次方程 ax² + bx + c = 0。

用求根公式:x = [-b ± √(b² - 4ac)] / (2a)

根的情况由 Δ = b² - 4ac(判别式)决定:

Δ > 0:有两个不同的实数根,函数图像与x轴有两个交点。

Δ = 0:有一个实数根(重根),函数图像与x轴只有一个交点(相切)。

Δ < 0:没有实数根,函数图像与x轴没有交点。

它的顶点在哪?(极值点):抛物线拐弯的那个点,就是它的顶点,也是它唯一的一个极值点(最大值或最小值点)。它的坐标是 (-b/(2a), f(-b/(2a)))。

第三步:看看它的未来(望远镜 - 极限)

咱们再看看,如果 x 变得超级大或者超级小,这个函数会怎样:

因为最高次项是 ax²,所以:

如果 a > 0:x → ±∞ 时,ax² 都是正无穷大。所以 lim(x→±∞) f(x) = +∞。抛物线两头都向上翘。

如果 a < 0:x → ±∞ 时,ax² 都是负无穷大。所以 lim(x→±∞) f(x) = -∞。抛物线两头都向下耷拉。

因为它最终都奔向无穷,所以它没有任何渐近线。

第四步:拿出终极显微镜(导数分析)

重头戏来了!导数能让这一切变得超级清晰和简单。

导数依然是我们的“速度表”和“坡度仪”。

先看“速度表”(一阶导数):

咱们求个导:f'(x) = 2ax + b。

发现了啥?:它的导数是一个一次函数!这就很有意思了。

这意味着什么?:

我们要找函数“速度”为0的点(即驻点,也就是顶点):令 f'(x) = 0 -> 2ax + b = 0 -> x = -b/(2a)。

看 a 的正负:

如果 a > 0:

当 x < -b/(2a),f'(x) < 0,函数在下坡(递减)。

当 x > -b/(2a),f'(x) > 0,函数在上坡(递增)。

结论:先减后增,所以顶点 (-b/(2a), f(-b/(2a))) 是个谷底,也就是最小值点。

如果 a < 0:

当 x < -b/(2a),f'(x) > 0,函数在上坡(递增)。

当 x > -b/(2a),f'(x) < 0,函数在下坡(递减)。

结论:先增后减,所以顶点 (-b/(2a), f(-b/(2a))) 是个峰顶,也就是最大值点。

看,用导数找顶点和单调性,比用配方公式简单直观多了吧!

再看“坡度仪”(二阶导数):

咱们再求一次导,看看坡度的变化:f''(x) = (2ax + b)' = 2a。

发现了啥?:二阶导数又是一个常数 2a!

这意味着什么?:

如果 a > 0:f''(x) = 2a > 0 恒成立。你的“坡度仪”永远显示正在变陡!说明这个坡一直是在加速变陡的,整个函数图像是凹的(像个小碗 ∪)。

如果 a < 0:f''(x) = 2a < 0 恒成立。你的“坡度仪”永远显示正在变缓!说明这个坡一直是在减速变陡的,整个函数图像是凸的(像个小拱门 ∩)。

神奇不?二阶导数直接由 a 的符号决定,而且一下子就把整个函数的凹凸性说清楚了!

举个例子唠一唠

例1:分析 f(x) = x² - 4x + 3 (a=1>0,开口向上的抛物线)

看大概:定义域是所有实数。因为开口向上,值域有最小值。

找地标:

解方程(求根):x² - 4x + 3 = 0 -> (x-1)(x-3)=0 -> x=1 或 x=3。所以和x轴交于 (1, 0) 和 (3, 0)。

求顶点(极值点):用导数 f'(x)=2x-4,令其为零:2x-4=0 -> x=2。代入原函数:f(2) = -1。所以顶点(最小值点)是 (2, -1)。

看未来:因为 a>0,x→±∞ 时,f(x)→+∞。

显微镜:

一阶导 f'(x)=2x-4:

x < 2 时,f'(x)<0,函数单调递减。

x > 2 时,f'(x)>0,函数单调递增。

二阶导 f''(x)=2>0:函数全程都是凹的(∪)。

脑补画面:一个开口向上的“碗”,碗底(最低点)在 (2, -1)。它从左边无穷高下来,经过 (1,0) 后降到碗底,再爬升经过 (3,0),然后冲向无穷高。

例2:分析 g(x) = -2x² + 4x (a=-2<0,开口向下的抛物线)

看大概:定义域是所有实数。因为开口向下,值域有最大值。

找地标:

解方程(求根):-2x² + 4x = 0 -> -2x(x-2)=0 -> x=0 或 x=2。所以和x轴交于 (0, 0) 和 (2, 0)。

求顶点(极值点):用导数 g'(x)=-4x+4,令其为零:-4x+4=0 -> x=1。代入原函数:g(1) = 2。所以顶点(最大值点)是 (1, 2)。

看未来:因为 a<0,x→±∞ 时,g(x)→-∞。

显微镜:

一阶导 g'(x)=-4x+4:

x < 1 时,g'(x)>0,函数单调递增。

x > 1 时,g'(x)<0,函数单调递减。

二阶导 g''(x)=-4<0:函数全程都是凸的(∩)。

脑补画面:一个开口向下的“拱门”,拱顶(最高点)在 (1, 2)。它从左边无穷低的地方爬上来,经过 (0,0) 后到达拱顶,再下降经过 (2,0),然后跌向无穷低。

总结一下

用导数的工具包分析二次函数,简直是杀鸡用牛刀——又快又准!

一阶导数 f'(x):直接帮你找到顶点,并清晰地划分出单调递增和递减的区间。

二阶导数 f''(x):直接告诉你整个图像的凹凸形状(是碗还是拱门)。

系数 a:是真正的“幕后大佬”,它同时决定了:

开口方向(a>0 向上,a<0 向下)

函数的凹凸性(a>0 凹,a<0 凸)

函数是否有最值(是最大值还是最小值)

你会发现,所有结论都非常自洽,逻辑链条非常完美。这就是数学的美!掌握了这个方法,二次函数在你眼里就再也没有秘密了。

第34讲 从无理数到实数

能用分数表示的数字是有理数。比如

整数:比如12,写成分数形式为120/10、或者60/5、或者24/2等等。

分数:3/4,-7/2,5/1等等。

有限小数和循环小数:如0.75=3/4,0.3(3的循环)=1/3等等。

无理数:无理数不能表示成分数,且小数部分无限不循环,比如如根号√2、π

常见的无理数有:

圆周率π ≈ 3.14159265358979323846...

自然对数的底e ≈ 2.71828182845904523536...

√2 ≈ 1.414213562...

√3 ≈ 1.732050807...

√5 ≈ 2.236067977...

更高次方根 ³√2、³√3、⁴√5

大部分三角函数和对数函数的值都是无理数。

三角函数:

sin(1°), cos(2°), tan(3°)... (除了像 sin(0°), sin(30°), sin(45°), sin(90°) 等少数特殊角)

sin(1) [1弧度] 也是无理数。

对数:

ln 2 (logₑ2) ≈ 0.693147...

ln 3 ≈ 1.098612...

log₁₀ 3 ≈ 0.477121... (除非真数是底数的整数次幂,如 log₁₀ 100 = 2,才是有理数)

所有有理数和无理数加起来,组成了实数。

数的分类和包含关系

(1)自然数

.....  -9  -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1  0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 .....

(2)正整数

.....  -9  -8  -7  -6  -5  -4  -3  -2  -1  0  1 2 3 4 5 6 7 8 9 .....

(3)负数(负整数)

..... -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1  0  1  2  3  4  5  6  7  8  9 .....

(4)整数

..... -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 .....

(5)有理数(分数):所有整数、小数、循环小数都能写成分数:

..... -8  -7  -6  -5  -4  -3.25  -3  -2  -1  0  1/3  1  2  3  4  5  6  7  8 .....

(6)无理数:不能写成分数的数字,比如根号√2、√3、π

..... -8  -7  -6  -5  -4  -3  -2  -√3  -1  0  1  √2  2  3  π  4  5  6  7  8 .....

(7)实数:所有有理数+所有无理数

.....-7 -6 -5 -4  -3.25  -3 -2  -√3  -1 0  1/3  1  √2  2 3  π  4 5.....

第39讲 因式分解 待完善

一、什么是多项式

把多项式想成一个 “数学大家庭”。

家里人(项):这家里的每个成员,就是一个“项”。比如 3x² + 2x - 5 这家,就有 3x²、2x、-5 这老三位。

身份牌(系数):每个人名字前头的数字就是他的“系数”,好比身份牌。3x² 的系数就是 3。

辈分(次数):这家谁说了算?得看辈分!

一个人的辈分(单项式次数):把他身上所有字母的右上角数字(指数)加一块儿。比如 4x²y³,辈分就是 2+3=5,是五叔辈儿的。

全家的辈分(多项式次数):看家里辈分最高的那位。比如 x³ + 2x - 1 里,x³ 辈分最高(3字辈),所以全家就是3次家庭。

老祖宗(常数项):就是家里那个没字母、光有个数字、最德高望重的成员,比如 -5。

简单说: 多项式就是一帮叫“项”的哥们儿通过“加加减减”凑成了一大家子。

二、如何计算多项式 加减乘

加减法(合家欢/分家):核心就一句——不是一家人,不进一家门。只有长得一模一样的“同类项”(比如都带 x²)才能合并。操作起来就是:去掉括号,把一样的哥们儿凑一块儿。

乘法(联谊结婚):两个家庭互相联谊,每家每户都要和对方家的每户人家“配对”(相乘)。

比如 (a+b)(c+d),就是 a 去配 c 和 d,b 也去配 c 和 d,最后生出四个娃:ac, ad, bc, bd。

务必记住几个“经典配对模板”(乘法公式),后面拆家全靠它们:

平方差公式:(a+b)(a-b) =a² - ab + ab - b² = a² - b² (俩人和睦相处,生个娃是平方差)

完全平方公式:(a ± b)² = a² ± 2ab + b² (俩一模一样的人结婚,生个娃是“头平方+尾平方,中间±2倍头尾”)

立方和/差公式:(a ± b)(a² ∓ ab + b²) = a³ ± b³ (这个稍微记一下,用得少但偶尔考)

三、核心大招:因式分解

一句话整明白:因式分解就是乘法的“倒带”。 好比给你一张全家福合影(多项式),让你找出他们是由哪几个小家庭(因式)乘到一块儿组成的。

分解四字真言:一提、二套、三十字、四分组。

第一步:【提】提公因式(找共同祖宗)

这是永远要第一个琢磨的办法!瞅瞅全家福里,是不是每个人都流着同样的血(都含有同一个字母或数字)?把它揪出来,提到括号外头。

例子:6x³y² - 9x²y³

一看,大家都有 3,都有 x²,都有 y²。

那把老祖宗 3x²y² 请出来,剩下的人塞括号里:3x²y²(2x - 3y)

第二步:【套】套公式(看长相认家庭)

提完公因式后,瞧瞧括号里剩下的长得像不像那几个“经典配对模板”?如果是两项(俩人):看是不是 a² - b² (平方差)或者 a³ ± b³ (立方和/差)。

如果是三项(仨人):看是不是 a² ± 2ab + b² (完全平方)。

例子:x² - 9y² -> 一看就是 (x)² - (3y)² -> 套公式:(x+3y)(x-3y)

第三步:【十字】十字相乘(给二次三项式“拉郎配”)

这是分解像 ax²+bx+c 这种式子的神器,跟玩游戏似的。

玩法:

把二次项系数 a 拆成俩数相乘(比如 p × q),竖着写左边。

把常数项 c 也拆成俩数相乘(比如 m × n),竖着写右边。

交叉相乘(p × n + q × m),看看这俩结果加起来的和是不是等于一次项系数 b。

凑对了,就直接写成 (px + m)(qx + n)。

例子:分解 2x² + 7x + 3

a=2 拆成 2 和 1,写左边。

c=3 拆成 3 和 1,写右边。

交叉乘:2×1=2, 1×3=3。2+3=5,不对!不等于 7。

换一下,c=3 拆成 1 和 3。

交叉乘:2×3=6, 1×1=1。6+1=7!哎呦,对了!

结果就是:(2x + 1)(x + 3)。

第四步:【分组】分组分解(先分家,再找祖宗)

家里人太多(超过3项),一眼瞅不出来咋整?先把他们分成几个小组,让每个小组内部能先“提”或者“套”,然后再在整个小组之间继续找共同点。

例子:ax + ay + bx + by

直接看没公因式。那就分成 (ax+ay) 和 (bx+by) 两组。

第一组提 a,变成 a(x+y);第二组提 b,变成 b(x+y)。

嚯!现在两组都有 (x+y) 这个共同祖宗了!

再把 (x+y) 提出来:(x+y)(a+b)。齐活!

四、实在没招了咋办?(骚操作)

拆项/添项:看某个中间项不顺眼,就把它拆成俩,或者故意加上一个再减去同一个,目的就是为了能分组。属于硬造条件。

换元法:如果式子里有一大坨东西反复出现,看着就头晕。那就设个字母(比如 t)代替这一大坨,让式子变短变简单,分解完再把 t 换回来。

最后唠点实在的:

顺序不能乱:必须先提公因式!很多人就死在这第一步忘了。

验算:分解完了,一定乘回去看看,是不是等于原来的式子。这是最好的试金石。

多练手:十字相乘和分组分解最吃手感,练得多了,感觉自然就来了。

题目 1:计算 (2x + 5)(3x - 1)

考察点:多项式乘法

思路:联谊结婚,逐个相乘。

解答:

(2x * 3x) + (2x * -1) + (5 * 3x) + (5 * -1)

= 6x² - 2x + 15x - 5

= 6x² + 13x - 5 (合并同类项)

口诀:人人配对,别漏别重,最后合并。

题目 2:因式分解 12x³y - 18x²y²

考察点:提公因式法

思路:第一步永远是“提”!找数字和字母的最大公约数。

解答:

数字部分:12 和 18 的最大公约数是 6。

字母部分:都有 x² 和 y。

所以公因式是 6x²y。

原式 = 6x²y * 2x - 6x²y * 3y

= 6x²y(2x - 3y)

口诀:先提数字再提字母,提完括号里剩啥写啥。

题目 3:因式分解 4a² - 25b²

考察点:公式法(平方差公式)

思路:两项,且是平方相减的形式。认出 a² - b² 的模板。

解答:

4a² = (2a)²

25b² = (5b)²

所以,原式 = (2a)² - (5b)² = (2a + 5b)(2a - 5b)

口诀:两项平方来做差,和差相乘搞定它。

题目 4:因式分解 x² + 10x + 25

考察点:公式法(完全平方公式)

思路:三项,首平方 x²,尾平方 5²=25,中间 2*x*5=10x,完美匹配!

解答:

原式 = (x)² + 2 * x * 5 + (5)² = (x + 5)²

口诀:首平方,尾平方,首尾二倍在中央。

题目 5:因式分解 x² - 3x - 10

考察点:十字相乘法

思路:二次三项式,首选十字相乘。a=1, b=-3, c=-10。

解答:

拆 a: 1 = 1 × 1

拆 c: -10 的可能组合:(1, -10), (2, -5), (5, -2), (10, -1), (-1, 10)...

找交叉和是 -3 的:(2) + (-5) = -3!Bingo!

∴ 原式 = (x + 2)(x - 5)

题目 6:因式分解 6x² + 5x - 6

考察点:十字相乘法(系数不为1)

思路:a=6,情况变多了,需要多试试。

解答:

拆 a: 6 = 1×6 或 2×3

拆 c: -6 = 1×-6, 2×-3, 3×-2, 6×-1 (还有负号在前的,但通常先试这些)

尝试组合 1 (2×3 和 3×-2):

2 * (-2) = -4

3 * 3 = 9

-4 + 9 = 5 ✔️ 正好等于 b!

∴ 原式 = (2x + 3)(3x - 2)

技巧:从 2×3 这种中间的组合开始试,成功率更高。

题目 7:因式分解 ax + ay + bx + by

考察点:分组分解法(基础型)

思路:四项,直接提没公因式。那就两两分组,分组后能有公因式。

解答:

原式 = (ax + ay) + (bx + by) (分组)

= a(x + y) + b(x + y) (组内提公因式)

= (x + y)(a + b) (整体提公因式)

口诀:先分家,再找茬(找公因式),最后全家一起提。

题目 8:因式分解 x² - y² + 2y - 1

考察点:分组分解法+公式法(高级混合)

思路:后三项 -y² + 2y - 1 看起来像个完全平方的展开式。

解答:

原式 = x² + (-y² + 2y - 1) (把后三项看成一组)

= x² - (y² - 2y + 1) (提个负号,凑完全平方)

= x² - (y - 1)² (认出完全平方公式)

= [x + (y - 1)][x - (y - 1)] (用平方差公式)

= (x + y - 1)(x - y + 1) (去括号整理)

技巧:分组不一定是前两个后两个,要有“火眼金睛”,看出谁能组成公式。

题目 9:因式分解 (x² + 3x)² - 2(x² + 3x) - 8

考察点:换元法

思路:x² + 3x 这个整体反复出现,看着就烦,把它换掉!

解答:

设 t = x² + 3x

原式 = t² - 2t - 8 (世界清静了!)

现在分解 t² - 2t - 8:十字相乘 → (t - 4)(t + 2)

∴ 原式 = (x² + 3x - 4)(x² + 3x + 2) (把t换回来)

还没完!每个因式还能继续分解:

x² + 3x - 4 十字相乘 → (x + 4)(x - 1)

x² + 3x + 2 十字相乘 → (x + 1)(x + 2)

最终结果: (x + 4)(x - 1)(x + 1)(x + 2)

忠告:分解因式一定要分解到不能再分为止!

第40讲 基础函数_三角函数sin(nx)/cos(nx) 待完善

函数y=Asin(ωx+φ):描述正弦波如何被拉伸、压缩、移动

三角函数分为:正弦函数: sin(x)、余弦函数: cos(x)、正切函数: tan(x) = sin(x)/cos(x)、余切函数: cot(x) = 1/tan(x) = cos(x)/sin(x)、正割函数: sec(x) = 1/cos(x)、余割函数: csc(x) = 1/sin(x)

在函数空间理论中,幂函数和三角函数可以作为基函数来表示其他函数。例如:

泰勒级数:将函数展开为幂函数的级数(即幂级数),适用于光滑函数。

傅里叶级数:将函数展开为三角函数(sin⁡xsinx 和 cos⁡xcosx)的级数,适用于周期函数。

好的,咱们继续用这个“上帝视角”来拆解三角函数。三角函数是周期函数的典型代表,分析它们的感觉和前几个函数完全不同,就像从研究一棵树变成了研究一片有规律起伏的波浪。

分析对象:正弦函数 f(x) = sin(x) 和 余弦函数 g(x) = cos(x)

(我们先以最基础的为例,Asin(ωx+φ) 的形式只是它的“缩放平移版”,原理相通)

第一步:先看个大概(广角镜头)

远远瞅一眼,感受一下它的“人设”:

它能用在哪?:x 取任何实数都行。所以它的定义域是所有实数 R。

它能算出啥?:正弦和余弦函数的值永远在 -1 和 1 之间来回震荡。所以它们的值域是 [-1, 1]。

它对称吗?:

sin(x):是一个奇函数 (sin(-x) = -sin(x))。它的图像关于原点对称。

cos(x):是一个偶函数 (cos(-x) = cos(x))。它的图像关于y轴对称。

它循环吗?:这就是它的核心特征! 三角函数是周期函数。

sin(x) 和 cos(x) 的最小正周期都是 2π。也就是说,sin(x + 2π) = sin(x),cos(x + 2π) = cos(x)。

这个性质是超级外挂:我们只需要彻底搞清楚它在一个周期(比如 [0, 2π])内的行为,就能推知它在整个数轴上的行为。

第二步:找关键地标(定位器)

现在我们在一个周期 [0, 2π] 内找关键点:

零点 (Roots):

sin(x) = 0:解为 x = kπ, k ∈ Z。在一个周期内,就是 x=0, π, 2π。

cos(x) = 0:解为 x = π/2 + kπ, k ∈ Z。在一个周期内,就是 x=π/2, 3π/2。

极值点 (Peaks and Valleys):

sin(x):

最大值点:x = π/2 + 2kπ,最大值是 1。

最小值点:x = 3π/2 + 2kπ,最小值是 -1。

cos(x):

最大值点:x = 0 + 2kπ,最大值是 1。

最小值点:x = π + 2kπ,最小值是 -1。

第三步:看看它的未来(望远镜 - 极限与渐近线)

看看当 x 变得超级大时会发生什么:

lim(x→+∞) sin(x) = ? 不存在!

lim(x→+∞) cos(x) = ? 不存在!

因为它们只是在 -1 和 1 之间永无止境地、有规律地震荡,永远不会稳定地趋近于某一个具体的数。

结论:基本的正弦和余弦函数没有渐近线。(但 tan(x) 有,这个我们待会儿说)

第四步:拿出终极显微镜(导数分析)

重头戏来了!导数能完美解释它们的波动规律。

先看“速度表”(一阶导数):

sin(x) 的导数:f'(x) = cos(x)

cos(x) 的导数:g'(x) = -sin(x)

这意味着什么?:

sin(x) 的增减性由 cos(x) 的符号决定:

cos(x) > 0 -> sin(x) 在递增。

cos(x) < 0 -> sin(x) 在递减。

cos(x) 的增减性由 -sin(x) 的符号决定(即由 sin(x) 的符号决定):

sin(x) > 0 -> cos(x) 在递减。

sin(x) < 0 -> cos(x) 在递增。

求极值点:令导数等于0。

令 sin'(x) = cos(x) = 0,解得 x = π/2 + kπ。代入原函数,正好对应其所有极值点(峰和谷)。

令 cos'(x) = -sin(x) = 0,解得 x = kπ。代入原函数,正好对应其所有极值点。

看,导数完美地帮我们定位了所有关键点。

再看“坡度仪”(二阶导数):

sin(x) 的二阶导:f''(x) = (cos(x))' = -sin(x)

cos(x) 的二阶导:g''(x) = (-sin(x))' = -cos(x)

这意味着什么?:用来判断凹凸性和拐点。

sin(x) 的凹凸性由 -sin(x) 决定:

当 sin(x) > 0(一、二象限),f''(x) < 0,图像是凸的 (∩)。

当 sin(x) < 0(三、四象限),f''(x) > 0,图像是凹的 (∪)。

cos(x) 的凹凸性由 -cos(x) 决定:

当 cos(x) > 0(一、四象限),g''(x) < 0,图像是凸的 (∩)。

当 cos(x) < 0(二、三象限),g''(x) > 0,图像是凹的 (∪)。

举个栗子唠一唠:f(x) = sin(x)

我们就分析它最经典的一个周期 [0, 2π]。

看大概:定义域 R,值域 [-1, 1],奇函数,周期 2π。

找地标:

零点:x=0, π, 2π。

极值点:

最大值点:(π/2, 1)

最小值点:(3π/2, -1)

看未来:没有渐近线,无限震荡。

显微镜(核心):

一阶导 f'(x)=cos(x):

x ∈ (0, π/2):cos(x)>0 -> sin(x) 递增(从0爬到1)。

x ∈ (π/2, 3π/2):cos(x)<0 -> sin(x) 递减(从1跌到-1)。

x ∈ (3π/2, 2π):cos(x)>0 -> sin(x) 递增(从-1爬回0)。

二阶导 f''(x)=-sin(x):

x ∈ (0, π):sin(x)>0 -> f''(x)<0 -> 图像是凸的 (∩)。

x ∈ (π, 2π):sin(x)<0 -> f''(x)>0 -> 图像是凹的 (∪)。

拐点:在 x=π 处,凹凸性改变,所以 (π, 0) 是一个拐点。

脑补画面:想象一下,在 [0, 2π] 这个周期里:

从 (0, 0) 出发,以一个凸(∩) 的形状向上爬坡,到达山顶 (π/2, 1)。

然后开始下坡,但依然是凸(∩) 的形状,直到走到山脊的拐点 (π, 0)。

过了拐点,下坡的姿势变成了凹(∪) 的形状,一路冲进山谷 (3π/2, -1)。

最后,再以凹(∪) 的形状从谷底向上爬,回到 (2π, 0)。

然后,下一个完全相同的周期开始了……

番外篇:正切函数 f(x) = tan(x) = sin(x)/cos(x)

它比较叛逆,顺带一提:

定义域:cos(x) ≠ 0,所以 x ≠ π/2 + kπ。有无穷多个点不能取!

值域:全体实数 R。

奇偶性:奇函数。

周期性:最小正周期是 π。

渐近线(核心!):在每一个它无定义的点 x = π/2 + kπ 处,都有一条垂直渐近线。当 x 从左边逼近这些点时,tan(x) → +∞;从右边逼近时,tan(x) → -∞(或反过来,取决于 k)。

导数:f'(x) = 1 / (cos²x) = sec²x 恒大于0。所以它在每一个连续的区间内都是单调递增的。

图像:每一支都是单调递增的曲线,被无数条垂直渐近线隔开。

总结一下

分析三角函数,周期性是我们的“导航地图”,它告诉我们整个旅程是不断重复的。

而导数则是我们的“实时路况仪表盘”:

一阶导数:告诉我们波峰和波谷在哪里,以及当前是在爬坡(增)还是下坡(减)。

二阶导数:告诉我们这个坡是越走越陡还是越走越缓(凹凸性),以及拐点在哪里。

掌握了“地图”和“仪表盘”,你就能完全掌控三角函数的行为了。后面无论遇到多复杂的 Asin(ωx+φ),你都知道,那不过是基础正弦函数经过“拉高压低、拉宽压窄、左右平移”后的样子,分析它的核心方法丝毫没变。

第44讲 组合数学 后续完善

组合数学属于离散数学,组合数学是研究离散结构的组合与排列!

组合还有其他知识点待呈现,非常考验逻辑思维,需要大量的练习来感受概念。建议等前序数学知识掌握牢固之后再来学习(此部分知识可以独立学习,不需要与其他数学知识关联,纯粹考一个逻辑思维)

一、组合计数(先学会数数!)

核心问题: 干一件事儿,有多少种不同的搞法?

掌握:加法原理 / 乘法原理 / 排列 / 组合

1、加法原理——"要么...要么..."

口诀: 分类数,加起来!

例子: 你想从北京去上海,可以坐高铁(5趟车)或者飞机(3趟航班)。问你有多少种走法?

答案: 5(高铁) + 3(飞机) = 8种。

关键: 坐高铁和坐飞机是两件完全不同的事(互斥),所以直接加!

2、乘法原理——"先...再..."

口诀: 分步数,乘起来!

例子: 你中午要点外卖,先选主食:米饭或面条(2种);再选菜:红烧肉、青菜、鱼(3种)。问你有多少种搭配?

答案: 2(主食) × 3(菜) = 6种。

关键: 选主食和选菜是连续的步骤(分步),所以乘!

3、排列(A)——"排队问题"

口诀: 选人排队,顺序重要!

例子: 3个人(甲、乙、丙)比赛,争冠军、亚军。有多少种可能的结果?

答案:

冠军有3个人可选,亚军剩下2个人,所以是 3 × 2 = 6种。

用公式:A₃² = 3!/(3-2)! = 6。

结果列表: (甲冠军,乙亚军)、(甲,丙)、(乙,甲)、(乙,丙)、(丙,甲)、(丙,乙)。

关键: 甲冠军+乙亚军 ≠ 乙冠军+甲亚军(顺序不同!)

4、组合(C)——"组队问题"

口诀: 选人组队,顺序不重要!

例子: 从3个人(甲、乙、丙)里选2个人去打扫卫生,有多少种选法?

答案:

可能的队伍:{甲,乙}、{甲,丙}、{乙,丙} → 共3种。

用公式:C₃² = 3!/(2!×1!) = 3。

关键: {甲,乙} 和 {乙,甲} 是同一支队伍(不排序!)

5、排列vs组合的灵魂区别

一句话: 排列是“又选又排”(比如颁奖),组合是“只选不排”(比如组队)。

测试方法: 交换两个元素的位置,如果算新情况→排列;不算新情况→组合。

总结:

加法原理:分类(互斥)计数,用“或”连接。

乘法原理:分步(连续)计数,用“和”连接。

排列:有序选择,顺序不同则结果不同。

组合:无序选择,只关心哪些元素被选。

第45讲 概率与统计基础 后续完善

概率统计与组合数学类似,基本属于单独数学分支,主要考察逻辑思维,与基础数学内容关联不大。

基于此,建议此部分内容等前序数学知识掌握牢固之后再来学习(此部分知识可以独立学习,不需要与其他数学知识关联,纯粹考一个逻辑思维)

一、概率

核心问题: 某件事发生的几率是多少?

1、古典概型(最基础款)

条件:

① 所有可能的结果有限(比如掷骰子只有6种结果)。

② 每个结果出现的概率相同(骰子公平)。公式:

概率 = (你关心的情况数) ÷ (所有可能的情况数)例子: 掷一个骰子,求点数是偶数的概率。

步骤:

所有可能:1,2,3,4,5,6 → 共6种。

偶数情况:2,4,6 → 3种。

概率 = 3/6 = 0.5(即50%)。

2、概率的加减法

互斥事件(不能同时发生): 概率直接加。

例子: 掷骰子,点数是1 或 2的概率 = 1/6 + 1/6 = 1/3。

对立事件(非此即彼): 用1减。

例子: 掷骰子,点数不小于3的概率 = 1 - 点数小于3的概率 = 1 - (1/6+1/6) = 2/3。

3、独立事件(不干扰)

口诀: 两件事互不影响,概率就相乘。

例子: 你抛硬币两次,第一次正面 且 第二次反面的概率 = 1/2 × 1/2 = 1/4。

统计

平均数等概念、计数、找规律

第一部分:平均数技术 —— 不只是“算平均数”那么简单

在奥数里,“平均数”绝对不是一个简单的 (总和) ÷ (个数) 公式。它玩的是概念和逆向思维。

它的知识结构可以分成三层:

第一层:基础概念(幼儿园水平)

核心思想:移多补少。把多的拿出来,补给的少的,最后大家变得一样多。

公式:总数量 ÷ 总份数 = 平均数。这个谁都会。

例子:小明3天分别读了10页、15页、14页书,平均每天读多少页?

(10+15+14) ÷ 3 = 13页。完事。

第二层:逆向应用(小学奥数入门水平)

核心思想:告诉你平均数,让你反推原来的数或者总数量。这是奥数最常考的地方!

必杀技:总数量 = 平均数 × 总份数。这个公式反过来用是解题关键。

例题1:已知平均数,反推其中一个数

题:小明4次数学测验的平均分是89分,第5次测验后,平均分变成了90分。他第5次考了多少分?

思路:

先算“总和”:前4次总分 89 × 4 = 356分。5次总分 90 × 5 = 450分。

第5次的分数 = 新的总和 - 旧的总和。450 - 356 = 94分。

口语化理解:第5次考得好,不仅把自己拉上去了,还顺便给前4次每人补了1分(从89到90),所以它得多出“5个1分”才行。90 + 4 = 94分(这个思路更奥数!)。

例题2:已知平均数,反推份数(经典难题)

题:一次考试,全班平均分是90分,男生平均分是88分,女生平均分是93分。已知男生比女生多6人,问全班有多少人?

思路:

设未知数:假设女生有 x人,则男生有 x+6人。

算总分:女生总分 93x分,男生总分 88(x+6)分。全班总分 90(2x+6)分。

列方程:女生总分 + 男生总分 = 全班总分

93x + 88(x+6) = 90(2x+6)

解方程:

93x + 88x + 528 = 180x + 540

181x + 528 = 180x + 540

181x - 180x = 540 - 528

x = 12(女生)

男生=12+6=18人,全班=12+18=30人。

口语化理解(移多补少):

每个女生比平均分多3分(93-90),每个男生比平均分少2分(90-88)。

女生多出的总分,要刚好能弥补男生少的总分。

设女生x人,女生多出的总分是 3x分。

男生有x+6人,男生少的总分是 2(x+6)分。

所以:3x = 2(x+6) -> 3x=2x+12 -> x=12。同样算出30人。

第三层:加权平均(小学奥数拔高水平)

核心思想:“份量”不一样。比如计算平均速度,上下山的路程一样,但时间不一样,就不能简单(速度1+速度2)÷2。

例题3:平均速度问题

题:小明上山速度是每秒4米,下山速度是每秒6米。问他上下山的平均速度是多少?

错误做法:(4+6) ÷ 2 = 5米/秒。错!

正确思路:平均速度 = 总路程 ÷ 总时间

设上山路程为 S米,那么下山路程也是 S米。

上山时间:S ÷ 4,下山时间:S ÷ 6。

总路程:2S。

总时间:S/4 + S/6 = (3S/12 + 2S/12) = 5S/12。

平均速度:2S ÷ (5S/12) = 2S × (12/5S) = 24/5 = 4.8米/秒。

口语化理解:因为下山快,花的时间少,所以它“权重”小;上山慢,花的时间多,所以它“权重”大。平均速度会更接近上山速度(4),而不是简单的中间值(5)。

第二部分:找规律 —— 侦探游戏

找规律就是让你当福尔摩斯,在一堆数字或图形里发现隐藏的线索(模式)。它的知识结构是按你找的“线索类型”来分的。

类型一:看邻居(等差数列数列求和?

线索:相邻两个数的差是固定的。

例子:2, 5, 8, 11, 14, ?

** pattern**:后一个数比前一个数总是大3。

答案:14 + 3 = 17。

类型二:看倍数(等比数列数列求和?

线索:相邻两个数的商是固定的。

例子:2, 6, 18, 54, ?

** pattern**:后一个数总是前一个数的3倍。

答案:54 × 3 = 162。

类型三:看组合(斐波那契数列)数列求和?

线索:下一个数等于前两个数之和。

例子:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, ?

** pattern**:1+1=2, 1+2=3, 2+3=5, 3+5=8, 5+8=13。

答案:8 + 13 = 21。

类型四:看自身(平方、立方数列)数列求和?

线索:每个数都和它的位置序号有关。

例子:1, 4, 9, 16, 25, ?

** pattern**:1=1×1, 4=2×2, 9=3×3, 16=4×4, 25=5×5。

答案:6×6=36。

类型五:看分组(双重数列)数列求和?

线索:奇数位和偶数位分别有自己的规律。

例子:2, 3, 4, 6, 6, 12, 8, 24, 10, ?

** pattern**:这题得拆开看。

第1、3、5、7位(奇数位):2, 4, 6, 8, 10 -> 每次+2。

第2、4、6、8位(偶数位):3, 6, 12, 24, ? -> 每次×2。

答案:24 × 2 = 48。

类型六:图形规律

线索:看数量、位置、旋转、叠加。

例子:给你三幅图:第一幅一个三角形,第二幅两个三角形,第三幅三个三角形,问第四幅?

** pattern**:数量每次+1。

答案:四个三角形。

怎么练?

找规律就像玩侦探游戏,没别的窍门,就是多见题型。上面这六种类型你都见过了,下次考试再遇到,就能马上反应过来:“哦!这题是看倍数的!”或者“这题得拆成两个数列来看!”

第六阶段 边角料知识 · 开篇

第1讲 数列与递归

植树问题、周期规律、简单等差数列

第七阶段 小升初政策

该阶段的讲义内容尚未落笔,可在腾讯文档中补充。

小学数学辅导讲义【精华】

数学子板块讲义(几何)

数学学习效果

2026年9月(二上)

以下,掌握了小数与分数的转换,自己小数的乘除法。以后只需要练习小数分数的转换、小数的加减乘除和分数的加减法,就可以掌握整数小数分数的全部四则运算知识。这个过程预计会练习10天。

2026年8月

8.24的计算练习之后,决定强化多位数除法自己分数除法的练习,混合四则运算暂停几天。

2026年7月

以下两三天,计算的时候东想西想,不认真,错误率极高

以下几天,整数四则运算难度稍为加大,加减乘已熟练,除法不熟悉

 2026年6月

以下,开始练习混合四则运算,每天一至两页,要求有清晰的逻辑

以下,在练习中体会减号和负号的区别

以下,难知识点1:加上一堆等于分别相加,拿走一堆等于分别拿走。知识点2:掌握分配律与结合律的过程,比掌握分配律结合律的含义更重要。知识点3:-5表示负5,也表示减去5的一起,这个不容易解释,让小朋友在练习中修正和理解。以下练习,为解决复杂的四则运算和一元一次方程打好基础。

以下,知识点一: 3×()=()+()+(),

知识点二: 22-3=22+(-3),等于22在数轴上向左走三步

以下,知识点1:70-(20-5)=70-【20+(-5)】=70-20-(-5)

知识点20-(-5)意思是在数轴上输出从20到“-5”的距离,是20+5,所以=25

以下,知识点:因为(10-5)=【10+(-5)】,所以20-(10-5)=20-10-(-5)

20+(10-5)=20+10+(-5),再结合数轴和加法原理算理计算

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20+(10-5)=20+10+(-5),再结合数轴和加法原理算理计算

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20+(10-5)=20+10+(-5),再结合数轴和加法原理算理计算

 2026年5月

以下,知识点1:未知数可以加减合并,15X-8X=7X

知识点2:等式的特点,等式两边减掉或加上同样的数字,等式依然成立

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以下,知识点:简单四则运算的算理

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 2026年4月

以下,知识点:简单四则运算的算理

以下,知识点:先乘除后加减的逆运算

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以下,知识点:大数四则运算

以下,知识点:除法简便运算,将1个大的数字拆分成多个小的、简单的数字,每个简单的数字分别做除法,再将结果相加。

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以下,知识点:大数四则运算

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 2026年3月(一下)

以下,知识点:大数四则运算

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以下,无脑计算

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以下,知识点:理解未知数的意思

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2026年2月

以下,知识点:乘除法的速算

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2026年1月

2025年12月

2025年11月

2025年10月

2025年9月(一上)

2025年8月

2025年6月

2025年5月

2025年4月

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2025年2-3月