Полученных в результате измерения величин

Смысл произведения и частного натуральных чисел,

Упражнения

1. Какой смысл имеет натуральное число 7, если оно полу­чено в результате измерения:

а) длины отрезка;

б) площади фигуры;

в) массы тела?

2. Верно ли, что при увеличении единичного отрезка в к раз соответствующие численные значения длин отрезка уменьшаются во столько же раз?

3. Объясните, почему следующие задачи решаются при по­мощи сложения:

а) Когда из ящика взяли 4 кг яблок, то в нем осталось 6 кг. Сколько килограммов яблок было в ящике первоначально?

б) На пошив кофты израсходовали 2 м ткани, а на платье на 3 м больше. Сколько метров ткани израсходовали на платье?.

4. Объясните, почему следующие задачи решаются при по­мощи вычитания:

а) От ленты длиной 5 м отрезали 2 м. Сколько метров ленты осталось?

б) С первого участка собрали 10 мешков картофеля, а со второго на 3 мешка меньше. Сколько мешков картофеля собрали со второго участка?

5. Обоснуйте выбор действий при решении следующих задач:

а) Мама купила 5 кг огурцов, 2 кг свеклы и помидоры. Сколько килограммов помидоров купила мама, если масса всех овощей 12 кг?

б) На одной полке 30 книг, на другой на 7 книг меньше. Сколько книг на двух полках?

в) От проволоки длиной 15 дм отрезали сначала 2 дм, а потом еще 4 дм. Сколько дециметров проволоки осталось?

г) За лето первоклассники собрали 8 кг лекарственных трав, второклассники на 4 кг больше первоклассников, а третьеклассники на 3 кг меньше второклассников. Сколько
килограммов лекарственных трав собрали третьеклассники?

Рассматривая смысл суммы и разности натуральных чисел - мер величин, мы установили, что сложение таких чисел связано со сложением величин, а вычитание- с вычитанием величин. И естественно возникает вопрос: с каким действием над величинами связано умножение и деление натуральных чисел? Чтобы ответить на него, проанализируем задачу: «Купили 3 пакета муки по 2 кг в каждом. Сколько килограммов муки купили?».

В этой задаче речь идет массе муки, которая сначала измерена пакетами, и известно численное значение этой массы при указанной единице массы. Требуется найти результат измерения той же массы муки, но уже при помощи другой единицы - килограмм при условии, что 1 пакет - это 2 кг муки.

Рассуждения, связанные с поиском численного значения массы муки при единице – килограмм, можно представить в таком виде:

3 пак.=3×пак. = 3×(2 кг) = 3×2×кг = (3×2) кг.

Видим, что ответ на вопрос задачи находится умножением и что оно оказалось связанным с переходом (в процессе измерения массы) от одной единицы массы к другой, более мелкой.

Теорема. Если отрезок х состоит из а отрезков, длина которых равна Е, а отрезок длины Е состоит из b отрезков, длина которых равна Еı, то мера длины отрезка х при единице длины Еı равна а×b.

Доказательство.По условию отрезок х состоит из а отрезков, равных е, а отрезок е – из b отрезков, равных еı. Обозначим длину отрезка х буквой Х, длину отрезка е – буквой Е, длину отрезка еı - буквой Еı. Так как по условию х = е Å е Å …Å е (а раз), а е = еı Å еı Å +…Å+ еı (b раз) , то Х = а×Е, Е = b×Еı.

Нетрудно видеть, что число частей отрезка х, равных еı, будет равно а×b,так

как х = еı+еı+…+еı .

а×b раз

Это означает, что мера длины отрезка х при единице длины Еı равна а×b.

Можно записать, что Х = а×Е = а×(b×Еı)= (а×b)×Еı.

Из этой теории следует, что умножение натуральных чисел связано с переходом в процессе измерения к новой единице длины: если натуральное число а – мера длины отрезка х при единице длины Е, натуральное число b – мера длины Е при единице длины Еı, то произведение а×b – это мера длины отрезка х при единице длины Еı:

а×b = mε(Х)×mεı(Е) = mεı(Х).

Аналогичный смысл имеет произведение натуральных чисел, полученных в результате измерения других положительных скалярных величин. И поэтому при построении вспомогательных моделей текстовых задач с величинами можно использовать отрезки (что, впрочем, мы делали и раньше). Кроме того, условимся, что в тех случаях, когда это не ведет к путанице, отрезок х и его длину Х не различать. Проиллюстрируем это на конкретном примере.

Задача 1. Объяснить смысл произведения 4×3, если 4 и 3 – числа, полученные в результате измерения величин.

Решение. Пусть 4 = mε(Х), 3 = mεı(Е), где Х – измеряемая величина, Е - первоначальная единица величины, а Еı – новая единица величины. Тогда, согласно доказанной теореме, 4×3 = mεı(Х), т.е. 4×3 – это численное значение длины Х при единице длины Еı.

Задача 2. Обосновать выбор действия при решении задачи. «В одной коробке 6 ручек. Сколько ручек в трех таких коробках?».

Решение. В задаче речь идет о количестве ручек, которое сначала измерено коробками и известно численное значение этой величины при указанной единице. Требуется найти численное значение этой же величины при новой единице – ручка, причем известно, что коробка – это 6 ручек. Тогда 3 кор. = 3×кор.=3×(6 руч.) = (3×6) руч. Таким образом, задача решается при помощи действия умножения, поскольку в ней при измерении осуществляется переход от одной единицы величины (коробка) к другой – ручка.

Чтобы установить смысл частного натуральных чисел, полученных в результате измерения величин, рассмотрим задачу: «6 кг муки надо разложить в пакеты, по 2 кг в каждый. Сколько получится пакетов?»

В задаче рассматривается масса муки, которая сначала измерена при помощи единицы массы – килограмм, и известно численное значение этой массы при указанной единице массы. Требуется найти результат измерения этой же массы, но уже при помощи другой единицы – пакета, причем известно, что 1 пакет – это 2 кг.

Рассуждения, связанные с поиском численного значения массы муки при новой единице – пакет, можно представить в таком виде:

6 кг = 6×кг = 6×(1/2 пак.) = (6×1/2) пак. = (6:2) пак.

Видим, что ответ на вопрос задачи находится делением и что оно связано с переходом (в процессе измерения) от одной единицы массы к другой, более крупной.

Теорема.Если отрезок х состоит из а отрезков, длина которых равна Е, а отрезок длины Еı состоит из b отрезков длины Е, то мера длины отрезка х при единице длины Е ı равна а:b.

Данная теорема доказывается аналогично рассмотренной выше.

Из этой теоремы следует, что деление натуральных чисел связано с переходом в процессе измерения к новой единице длины: если натуральное число а – мера длины отрезка х при единице длины Е, а натуральное число b - мера новой единицы длины Еı при единице длины Е, то частное а:b –это мера длины отрезка х при единице длины Еı:

а:b= mε(Х) : mε(Еı) = mεı(Х).

Аналогичный смысл имеет частное натуральных чисел, полученных в результате измерения других положительных скалярных величин. Заметим, что такая трактовка частного возможна только для деления по содержанию.

Задача 3. Обосновать выбор действия при решении задачи.

«Из 12 м ткани сшили платья, расходуя на каждое по 4 м. Сколько платье сшили?»

Решение. В задаче рассматривается длина ткани, которая измерена сначала при помощи единицы длины – метр, и известно численное значение заданной величины. Требуется найти численное значение той же длины при условии, что она измеряется новой единицей – платьем, причем известно, что платье – это 4 м, откуда метр – это ¼ платья.

Рассуждения, связанные с поиском численного значения длины при единице – платье, можно представить в таком виде:

12 м = 12×м = 12×(1/4 пл.) = (12×1/4)×пл. = (12:4)пл.

Таким образом, ответ на вопрос задачи находится при помощи деления, поскольку в задаче нужно перейти от одной единицы величины к другой в процессе измерения одной и той же величины.

Выбор действий умножения и деления при решении текстовых задач с величинами можно обосновывать иначе, используя понятие умножения и деления величины на натуральное число.

Напомним, что умножить величину А на натуральное число х – это значит получить такую величину В того же рода, что В = х×А или В = А×х , причем В = А+А+…+А.

х слаг.

Чтобы найти численное значение величины В при единице величины Е, достаточно численное значение величины А, полученное при той же единице Е, умножить на число х, т.е. если В = А×х, то mε(В) = mε(А)×х.

Рассмотрим, например, задачу: «Купили 3 пакета муки, по 2 кг в каждом. Сколько килограммов муки купили?» Чтобы ответить на вопрос задачи, надо массу 2 кг повторить слагаемым три раза, т.е. массу 2 кг умножить на число 3. Численное значение полученной при этом величины находим, умножив численное значение массы муки в одном пакете на число 3. Произведение 2×3 будет математической моделью данной задачи. Вычислив его значение, будем иметь ответ на вопрос задачи.

Если В = А×х, где х – натуральное число, В и А – величины одного рода, то с помощью деления решают две задачи:

- зная А и В, находят число х (х = В:А), причем х = mε(В):mε(А); это деление по содержанию;

- зная В и х, находят А (А = В:х),причем mε(А) = mε(В) : х; это деление на равные части.

С этих позиций выбор действия при решении задачи «6 кг муки разложили на пакеты по 2 кг в каждый. Сколько получилось пакетов?» можно обосновать так. В задаче надо узнать, сколько раз масса 2 кг укладывается в 6 кг, т.е. надо массу 6 кг разделить на массу 2 кг. В результате должно получиться число, которое находим, разделив численное значение одной величины на численное значение другой. Таким образом, получаем частное 6:2. Его значение и будет ответом на вопрос задачи.

Пользуясь описанным подходом к трактовке умножения и деления натуральных чисел, можно обосновывать выбор действия и при решении текстовых задач с отношениями «больше в» «меньше в».

Задача 4. Обосновать выбор действия при решении задачи.

«Купили 3 кг моркови, а картофеля в 2 раза больше. Сколько килограммов картофеля купили?»

Решение. В задаче рассматриваются масса моркови и масса картофеля, причем численное значение первой массы известно, а численное значение второй надо найти, зная, что она в два раза больше первой.

Если воспользоваться вспомогательной моделью задачи, то можно сказать, что масса картофеля складывается из двух масс по 3 кг, и, следовательно, ее численное значение можно найти, умножив 3 на 2. Найдя значение выражения 3 ∙ 2, получим ответ на вопрос задачи