Сравнение рациональных чисел
Вы уже знаете противоположные числа и модуль: модуль числа — это расстояние от его точки до нуля. В этом уроке научимся сравнивать любые рациональные числа: положительные и отрицательные, целые, десятичные и обыкновенные дроби. В конце расставим набор чисел по порядку и найдем целые решения двойного неравенства.
Правее по шкале — больше
Утром в одном городе было −12 °C, а в другом −9 °C. Где холоднее? Вопрос простой, но ответ на него и есть правило сравнения отрицательных чисел. Вернемся к нему чуть позже, а начнем с термометра.
Шкала термометра — это координатная прямая, на которой действует одна договоренность: чем теплее, тем правее. Нуль посередине, положительные числа правее нуля, отрицательные — левее. Когда теплеет, температура сдвигается вправо и становится больше. Значит, из двух чисел больше то, которое правее на шкале.
Посмотрите на шкалу. Отметка $1$ правее нуля, отметка $-2$ левее нуля. Любое положительное число стоит правее нуля, любое отрицательное — левее. Поэтому положительное число всегда больше отрицательного, каким бы большим ни был модуль у отрицательного.
Правило
Любое положительное число больше нуля, а нуль больше любого отрицательного числа.
Пример
Сравним $0$ и $-\frac{1}{10}$.
Число $-\frac{1}{10}$ отрицательное: его отметка левее нуля, хоть и совсем близко. Нуль правее по шкале.
Ответ: $0>-\frac{1}{10}$.
Из двух отрицательных больше то, что ближе к нулю
Теперь оба числа левее нуля. Возьмем $-5$ и $-3$. Отметка $-3$ лежит на $3$ деления левее нуля, отметка $-5$ — на $5$ делений левее. Значит, $-3$ правее по шкале, и $-3>-5$. Температура −3 °C теплее, чем −5 °C.
Сколько делений от отметки до нуля — это модуль числа: $\lvert -3 \rvert = 3$, $\lvert -5 \rvert = 5$. Чем больше модуль отрицательного числа, тем дальше оно ушло влево от нуля и тем оно меньше.
Правило
Из двух отрицательных чисел больше то, у которого модуль меньше: оно ближе к нулю.
Вопрос из начала урока — про −12 °C и −9 °C — решается так же. Ответ дадим в конце урока, а сейчас проверьте правило на других числах.
Почему нельзя просто сравнить числа без минусов
Ошибка
Как ошибаются. Иксератопс рассуждает: «$5>3$, значит, и $-5>-3$». Он отбрасывает минусы, сравнивает модули и переносит знак сравнения без изменений.
Проверка на числах. Мороз −5 °C или −3 °C — какой сильнее? Конечно, −5 °C: при нем холоднее, отметка левее. Значит, $-5<-3$, а не $-5>-3$.
Где ломается рассуждение. У положительных чисел больший модуль означает «правее на шкале». У отрицательных — наоборот: больший модуль означает «дальше влево от нуля». Сравнение модулей верное, но знак сравнения для отрицательных чисел нужно перевернуть.
Почему знак переворачивается
Скрыть
Вспомните зеркало из прошлого урока: числа $a$ и $-a$ симметричны относительно нуля. Отразим через нуль точки $3$ и $5$. Точка $5$ была правее точки $3$, а после отражения точка $-5$ оказалась левее точки $-3$. Зеркало сохраняет расстояния до нуля, то есть модули, но меняет стороны местами. Поэтому порядок противоположных чисел обратный: из $5>3$ следует $-5<-3$. Это верно для любых положительных $a$ и $b$: если $a>b$, то $-a<-b$.
Быстрая самопроверка: если вы сравнили два отрицательных числа и «большим» оказалось то, у которого больше модуль, остановитесь. Такого не бывает: из двух отрицательных чисел большим всегда оказывается то, что ближе к нулю.
Три шага, которые работают для любых двух чисел
Соберем все, что увидели на шкале, в один порядок действий. Первым делом смотрим на знаки: если они разные, ответ готов сразу. Если оба числа отрицательные, сравниваем модули и переворачиваем знак сравнения.
Алгоритм сравнения
- Знаки. Если знаки разные, больше положительное число (нуль больше любого отрицательного). Если знаки одинаковые — шаг 2.
- Модули. Сравните модули чисел, как обычные положительные числа.
- Знак сравнения. Для двух положительных чисел он такой же, как у модулей. Для двух отрицательных — противоположный.
Пример
Сравним $-2{,}7$ и $-2{,}71$.
Шаг 1. Оба числа отрицательные.
Шаг 2. Модули: $2{,}7$ и $2{,}71$. Чтобы сравнить десятичные дроби, уравняем число знаков после запятой: $2{,}70$ и $2{,}71$. Целые части равны, десятые равны, сотые: $0<1$. Значит, $2{,}70<2{,}71$.
Шаг 3. Числа отрицательные — знак переворачиваем: $-2{,}7>-2{,}71$.
Ответ: $-2{,}7>-2{,}71$. На шкале отметка $-2{,}7$ чуть правее, ближе к нулю.
Обратите внимание
Больше цифр после запятой не значит «больше число» и не значит «меньше число». Сравнивают модули по разрядам слева направо, предварительно дописав нули.
Как сравнить отрицательные дроби
Термометр подсказывает, где искать ответ: ближе к нулю — больше. Но если числа записаны по-разному, например $-\frac12$ и $-0{,}6$, на глаз не видно, какая отметка ближе к нулю. Сначала нужно привести модули к одному виду: обе дроби десятичные или обе обыкновенные с общим знаменателем. Дальше работают те же три шага.
Для пары $-\frac12$ и $-0{,}6$: $\frac12 = 0{,}5$, модули $0{,}5<0{,}6$, поэтому $-\frac12>-0{,}6$. На рисунке отметка $-\frac12$ правее.
Пример
Сравним $-\frac23$ и $-0{,}7$.
Шаг 1. Оба числа отрицательные.
Шаг 2. Модули $\frac23$ и $0{,}7 = \frac{7}{10}$. Дробь $\frac23$ не переводится в конечную десятичную, поэтому приведем к общему знаменателю $30$: $\frac23 = \frac{20}{30}$, $\frac{7}{10} = \frac{21}{30}$. Значит, $\frac23<\frac{7}{10}$.
Шаг 3. Числа отрицательные — знак переворачиваем: $-\frac23>-0{,}7$.
Ответ: $-\frac23>-0{,}7$.
Пример
Сравним $-\frac35$ и $-\frac47$.
Общий знаменатель $35$: $\frac35 = \frac{21}{35}$, $\frac47 = \frac{20}{35}$. Модули: $\frac{21}{35}>\frac{20}{35}$. Для отрицательных чисел знак переворачиваем.
Ответ: $-\frac35<-\frac47$.
Так решается и задача из начала урока в любом виде: два отрицательных числа, целые, десятичные или дроби, сравниваются одинаково. Привели модули к одному виду, сравнили их и перевернули знак.
Расставляем числа по порядку
На координатной прямой то же правило, что на термометре: чем правее точка, тем больше ее координата. Чтобы расставить числа по возрастанию, достаточно отметить их на прямой и прочитать слева направо.
Пример
Расставим по возрастанию числа $-3$; $2{,}5$; $-\frac12$; $0$; $-4{,}5$.
Положительное одно: $2{,}5$ — оно самое большое. Нуль меньше него, но больше всех отрицательных. Отрицательные: $-3$, $-\frac12$, $-4{,}5$; модули $3$, $0{,}5$, $4{,}5$. Чем больше модуль, тем левее точка: $-4{,}5<-3<-\frac12$.
Ответ: $-4{,}5<-3<-\frac12<0<2{,}5$.
Запись $-4<x<2$ называется двойным неравенством. Она читается «$x$ больше $-4$ и меньше $2$» и означает, что точка $x$ лежит на прямой между точками $-4$ и $2$. Знак $<$ не включает границу, знак $\le$ включает: граница тоже подходит. На схеме граница, которая входит, — закрашенная точка, а граница, которая не входит, — пустой кружок.
Пример
Найдем все целые $x$, для которых $-4<x<2$.
Границы $-4$ и $2$ не подходят: неравенства строгие. Выписываем целые числа между ними слева направо: $-3$, $-2$, $-1$, $0$, $1$. Нуль не пропускаем — он тоже целое число.
Ответ: $-3$; $-2$; $-1$; $0$; $1$ — пять чисел.
Пример
А если $-4\le x<2$? Граница $-4$ теперь входит: знак $\le$ ее включает. Граница $2$ по-прежнему не входит.
Ответ: $-4$; $-3$; $-2$; $-1$; $0$; $1$ — шесть чисел.
Вывод
Сравнение чисел нужно везде, где есть величины ниже нуля: температура, высота над уровнем моря, баланс счета. В следующих уроках оно понадобится, чтобы определять знак суммы и проверять ответ по шкале. Если сомневаетесь в ответе, представьте обе отметки на термометре: какая левее, то число и меньше.
Теперь ответим на вопрос из начала урока. Модули: $\lvert -12 \rvert = 12$ и $\lvert -9 \rvert = 9$. У $-9$ модуль меньше, значит, $-9>-12$: холоднее там, где −12 °C, а теплее там, где −9 °C.
Главное держится на одной картинке — шкале-термометре:
Часто задаваемые вопросы
Потому что сравниваются не модули, а положения на шкале. Отметка −100 на 100 делений левее нуля, отметка −1 — всего на одно. Чем левее отметка, тем меньше число.
Ни тот, ни другой: нуль разделяет положительные и отрицательные числа. Он меньше любого положительного числа и больше любого отрицательного.
Отрицательное число всегда меньше нуля, даже если оно очень близко к нулю, например $-0{,}001$. Его отметка все равно левее нуля.
Можно, если удобно перевести обе дроби в десятичные или если у дробей одинаковые числители. Но общий знаменатель работает всегда, поэтому он надежнее. Главное — не забыть перевернуть знак сравнения после сравнения модулей.
По возрастанию — от меньшего числа к большему, то есть слева направо по прямой. По убыванию — наоборот, от большего к меньшему. Для отрицательных чисел по возрастанию сначала идут числа с большим модулем.
Получите полный доступ ко всем материалам и занимайтесь в удобном темпе — без ограничений.
- Более 700 000 учеников и 50 000 учителей по всей России.
- Повышение среднего балла по предмету до 20 % после месяца занятий.
- Всплеск интереса к учебе и более глубокое понимание предметов.
Создайте бесплатный аккаунт — и откройте больше возможностей:
- Отслеживайте прогресс освоения тем
- Получайте персональные подборки полезных уроков и заданий
- Проводите работу над ошибками после занятий