Корице уџбеника

II.4. Скуп Рационалних Бројева

Лекција II.4 садржи следеће групе задатака:

Изабери решење задатка:

Задатак 1 (бесплатан)

Кратко решење

\( S = \{ \frac{3}{4}, -\frac{2}{3}, 4, -\frac{11}{2}, 0, \frac{12}{2}, \frac{1}{5}, -\frac{12}{3} \} \)

а) Природни бројеви

\( \frac{12}{2} = 6 \in \mathbb{N} \) \( 4 \in \mathbb{N} \) \( S_a = \{ 4, \frac{12}{2} \} \)

б) Цели бројеви

\( 4 \in \mathbb{Z} \) \( 0 \in \mathbb{Z} \) \( \frac{12}{2} = 6 \in \mathbb{Z} \) \( -\frac{12}{3} = -4 \in \mathbb{Z} \) \( S_b = \{ 4, 0, \frac{12}{2}, -\frac{12}{3} \} \)

в) Ненегативни рационални бројеви

\( \frac{3}{4} \ge 0 \) \( 4 \ge 0 \) \( 0 \ge 0 \) \( \frac{12}{2} \ge 0 \) \( \frac{1}{5} \ge 0 \) \( S_v = \{ \frac{3}{4}, 4, 0, \frac{12}{2}, \frac{1}{5} \} \)

г) Негативни рационални бројеви

\( -\frac{2}{3} < 0 \) \( -\frac{11}{2} < 0 \) \( -\frac{12}{3} < 0 \) \( S_g = \{ -\frac{2}{3}, -\frac{11}{2}, -\frac{12}{3} \} \)

Детаљно решење

Анализа елемената скупа

Пре него што издвојимо тражене подскупове, израчунаћемо вредности разломака који се могу упростити како бисмо лакше препознали којој врсти бројева припадају: - \( \frac{3}{4} = 0,75 \) (позитиван рационалан број) - \( -\frac{2}{3} \approx -0,66... \) (негативан рационалан број) - \( 4 \) (позитиван цео број, тј. природан број) - \( -\frac{11}{2} = -5,5 \) (негативан рационалан број) - \( 0 \) (цео број, нити позитиван нити негативан) - \( \frac{12}{2} = 6 \) (позитиван цео број, тј. природан број) - \( \frac{1}{5} = 0,2 \) (позитиван рационалан број) - \( -\frac{12}{3} = -4 \) (негативан цео број)

а) Подскуп природних бројева (\( \mathbb{N} \))

Природни бројеви су позитивни цели бројеви \( \{1, 2, 3, ...\} \). Из нашег скупа то су: - \( 4 \) - \( \frac{12}{2} = 6 \) Дакле, подскуп је \( \{4, \frac{12}{2}\} \).

б) Подскуп целих бројева (\( \mathbb{Z} \))

Цели бројеви обухватају природне бројеве, њихове негативне вредности и нулу. Из нашег скупа то су: - \( 4 \) - \( 0 \) - \( \frac{12}{2} = 6 \) - \( -\frac{12}{3} = -4 \) Дакле, подскуп је \( \{4, 0, \frac{12}{2}, -\frac{12}{3}\} \).

в) Подскуп ненегативних рационалних бројева (\( \mathbb{Q}_0^+ \))

Ненегативни бројеви су сви бројеви који су већи од нуле или једнаки нули. Из нашег скупа то су: - \( \frac{3}{4} \) - \( 4 \) - \( 0 \) - \( \frac{12}{2} \) - \( \frac{1}{5} \) Дакле, подскуп је \( \{\frac{3}{4}, 4, 0, \frac{12}{2}, \frac{1}{5}\} \).

г) Подскуп негативних рационалних бројева (\( \mathbb{Q}^- \))

Негативни рационални бројеви су сви бројеви мањи од нуле. Из нашег скупа то су: - \( -\frac{2}{3} \) - \( -\frac{11}{2} \) - \( -\frac{12}{3} \) Дакле, подскуп је \( \{-\frac{2}{3}, -\frac{11}{2}, -\frac{12}{3}\} \).

Кратак запис решења:

а) \( \{4, \frac{12}{2}\} \) (јер је \( \frac{12}{2}=6 \)) б) \( \{4, 0, \frac{12}{2}, -\frac{12}{3}\} \) (јер је \( -\frac{12}{3}=-4 \)) в) \( \{\frac{3}{4}, 4, 0, \frac{12}{2}, \frac{1}{5}\} \) г) \( \{-\frac{2}{3}, -\frac{11}{2}, -\frac{12}{3}\} \)

Најважније из лекције

  • Скуп \( Q \) обухвата све бројеве који се могу записати као \( \frac{p}{q} \) (\( p, q \in Z, q \neq 0 \)). Састоји се од позитивних, негативних рационалних бројева и нуле.
  • Супротни бројеви (\( r \) и \( -r \)) се налазе на истим растојањима од нуле, али са различитих страна на бројевној правој. Њихове апсолутне вредности су једнаке.
  • Апсолутна вредност \( |r| \) је растојање броја од нуле и увек је \( \geq 0 \).
  • Операције проширивања и скраћивања важе исто као и код обичних разломака, уз пажљиво руковање негативним предзнаком.
Рационалан број је сваки број који се може записати као количник два цела броја, при чему делилац не сме бити нула.
\[ Q = \left\{ \frac{p}{q} \mid p, q \in Z, q \neq 0 \right\} \] Број \( p \) је бројилац, а број \( q \) именилац.
Скуп рационалних бројева \( Q \) чине позитивни рационални бројеви (\( Q^+ \)), негативни рационални бројеви (\( Q^- \)) и нула. \[ Q = Q^{-} \cup \{0\} \cup Q^{+} \]
Рационални бројеви се осим у облику разломка могу записивати и у децималном запису (нпр. \( 0,25 \)) или помоћу процената (нпр. \( 25\% \)).
Запиши број \( -3 \) и децимални број \( 0,7 \) у облику рационалног броја \( \frac{p}{q} \).
Цео број \( -3 \) можемо записати као \( \frac{-3}{1} \) или \( -\frac{3}{1} \).
Децимални број \( 0,7 \) записујемо као \( \frac{7}{10} \).
Сваком рационалном броју одговара тачно једна тачка на бројевној правој. Позитивни бројеви су десно од координатног почетка \( O(0) \), а негативни лево.
Нацртати хоризонталну бројевну праву са стрелицама на оба краја. У центру праве, поставити координатни почетак O, који је означен бројем 0. Десно од тачке O, на одређеној удаљености (нпр. 2 јединице), поставити тачку која представља позитиван рационалан број 1/2. Ова тачка треба да има малу цртицу (tick mark) и да буде јасно означена текстом '1/2'. Лево од тачке O, на потпуно истом растојању као и тачка 1/2 (тј. 2 јединице од O), поставити тачку која представља супротан број -1/2. Ова тачка такође треба да има малу цртицу (tick mark) и да буде јасно означена текстом '-1/2'. Визуелно истакнути да су растојања од тачке O до 1/2 и од тачке O до -1/2 једнака, чиме се илуструје симетрија супротних бројева у односу на нулу.
Супротни бројеви су рационални бројеви којима су придружене тачке са разних страна координатног почетка, а на једнаком растојању од њега.
Супротан број рационалног броја \( r \) означавамо са \( -r \).
Важи правило: \( -(-r) = r \) (супротан број супротног броја је сам тај број).
Супротан број нуле је нула.
Одреди супротан број за бројеве: а) \( \frac{4}{5} \), б) \( -\frac{2}{3} \), в) \( -(-\frac{1}{7}) \).
а) Супротан број је \( -\frac{4}{5} \).
б) Супротан број је \( \frac{2}{3} \).
в) Пошто је \( -(-\frac{1}{7}) = \frac{1}{7} \), њему супротан број је \( -\frac{1}{7} \).
Апсолутна вредност рационалног броја \( r \), у ознаци \( |r| \), представља растојање тачке која одговара том броју од координатног почетка на бројевној правој.
  • Апсолутна вредност је увек ненегативна: \( |r| \geq 0 \).
  • Супротни бројеви имају једнаке апсолутне вредности: \( |r| = |-r| \).
  • Ако је \( r > 0 \), онда је \( |r| = r \).
  • Ако је \( r < 0 \), онда је \( |r| = -r \).
  • \( \left| \frac{p}{q} \right| = \frac{|p|}{|q|} \).
\( \left| -\frac{3}{4} \right| = \frac{3}{4} \)
\( \left| 1\frac{1}{2} \right| = 1\frac{1}{2} \)
Реши једначину: \( |x| = \frac{5}{8} \).
Постоје два броја чија је удаљеност од нуле једнака \( \frac{5}{8} \). То су сам тај број и њему супротан број.
Решење: \( x = \frac{5}{8} \) или \( x = -\frac{5}{8} \).
Рационалне бројеве проширујемо и скраћујемо на исти начин као и разломке, множећи односно делећи бројилац и именилац истим целим бројем различитим од нуле.
Проширивање: \( \frac{p}{q} = \frac{p \cdot k}{q \cdot k} \quad (k \neq 0) \)

Скраћивање: \( \frac{p}{q} = \frac{p : k}{q : k} \quad (k \neq 0) \)
Проширивањем са \( -1 \), сваки рационалан број чији је именилац негативан може се превести у број са позитивним имениоцем. На пример: \( \frac{4}{-5} = \frac{4 \cdot (-1)}{-5 \cdot (-1)} = \frac{-4}{5} = -\frac{4}{5} \).
При претварању негативног неправилног разломка у мешовити број, знак минус остаје испред целог израза. \[ -n\frac{a}{b} = -\frac{n \cdot b + a}{b} \]
Претварање у мешовити број: \( -\frac{17}{5} = -3\frac{2}{5} \).

Задаци за вежбање

Лак: Дати разломак запиши у децималном запису и одреди његову апсолутну вредност: \( -\frac{3}{4} \).
Да бисмо претворили у децимални запис, проширујемо разломак до имениоца 100 (множимо са 25):
\( -\frac{3 \cdot 25}{4 \cdot 25} = -\frac{75}{100} = -0,75 \)
Апсолутна вредност означава удаљеност од нуле, па одбацујемо минус:
\( |-0,75| = 0,75 \) (или \( \frac{3}{4} \)).
Средњи: Скрати рационалан број \( -\frac{54}{72} \) до несводљивог разломка, а затим одреди њему супротан број.
Тражимо највећи заједнички делилац за 54 и 72, што је 18. Делимо и бројилац и именилац са 18:
\( -\frac{54 : 18}{72 : 18} = -\frac{3}{4} \)
Супротан број броја \( -\frac{3}{4} \) је број са промењеним знаком, дакле \( \frac{3}{4} \).
Тежак: Запиши рационалан број \( \frac{23}{-7} \) у облику мешовитог броја, а затим постави једначину и пронађи све вредности \( x \) за које важи да је апсолутна вредност од \( x \) једнака том мешовитом броју (ако је то могуће).
Прво, пребацимо минус у бројилац (или испред разломка): \( \frac{23}{-7} = -\frac{23}{7} \).
Претварамо у мешовити број: \( 23 : 7 = 3 \) (остатак 2). Дакле, \( -\frac{23}{7} = -3\frac{2}{7} \).
Постављамо једначину: \( |x| = -3\frac{2}{7} \).
Закључак: Пошто апсолутна вредност било ког броја мора бити ненегативна (\( |x| \geq 0 \)), ова једначина нема решења. Не постоји број чија је апсолутна вредност негативна.

Савладај
домаћи
уз хиљаде решења, лекција и тестова: