Ưu đãi 50% Tặng Sổ tay 9+ Toán Cấp 2!
100%
Toán Lớp 7 Chương I: Số hữu tỉ 4 lượt xem

Bài 1: Tập hợp các số hữu tỉ

Khái niệm số hữu tỉ, tập hợp Q, biểu diễn số hữu tỉ trên trục số, số đối và so sánh hai số hữu tỉ.

Banner Bài 1: Tập hợp các số hữu tỉ
Số học 7 • Chương I: Số hữu tỉ SÁCH GIÁO KHOA KẾT NỐI TRI THỨC

Bài 1: Tập hợp các số hữu tỉ

Hiểu rõ bản chất số hữu tỉ, tập hợp $\mathbb{Q}$, kỹ năng biểu diễn trên trục số, xác định số đối và so sánh số hữu tỉ.

Khái niệm, thuật ngữ

• Số hữu tỉ; Tập hợp các số hữu tỉ $\mathbb{Q}$; Số đối của số hữu tỉ.

Kiến thức, kĩ năng
  • Nhận biết số hữu tỉ, tập hợp các số hữu tỉ $\mathbb{Q}$, số đối của số hữu tỉ, thứ tự trong tập hợp các số hữu tỉ.
  • Biểu diễn số hữu tỉ trên trục số.
  • So sánh hai số hữu tỉ.
Tình huống mở đầu

Hệ sinh thái trên Trái Đất đang dần bị phá huỷ. Cứ sau ba giây, thế giới mất diện tích rừng đủ để che phủ một sân bóng đá. Trong thế kỉ qua, hơn $\frac{1}{2}$ vùng đất ngập nước bị phá huỷ; khoảng $50\%$ rạn san hô đã biến mất và có thể tới hơn $90\%$ rạn san hô sẽ biến mất vào năm 2050, ngay cả khi sự nóng lên toàn cầu được giới hạn ở mức tăng $1{,}5^\circ\text{C}$. (Theo Báo cáo của Liên Hợp Quốc ngày Môi trường thế giới, 5-5-2021)

Chỉ số WHtR (Waist to Height Ratio) của một người trưởng thành, được tính bằng tỉ số giữa số đo vòng bụng và số đo chiều cao (cùng một đơn vị đo).

Chỉ số này được coi là một công cụ đo lường sức khoẻ hữu ích vì có thể dự báo được các nguy cơ béo phì, mắc bệnh tim mạch,...

Bảng bên cho biết nguy cơ thừa cân, béo phì của một người đàn ông trưởng thành dựa vào chỉ số WHtR.

(Theo hospimedica.com)

Đánh giá thể trạng Mức chỉ số WHtR
Gầy Chỉ số WHtR nhỏ hơn hoặc bằng $0{,}42$
Tốt Chỉ số WHtR lớn hơn $0{,}42$ và nhỏ hơn hoặc bằng $0{,}52$
Hơi béo Chỉ số WHtR lớn hơn $0{,}52$ và nhỏ hơn hoặc bằng $0{,}57$
Thừa cân Chỉ số WHtR lớn hơn $0{,}57$ và nhỏ hơn hoặc bằng $0{,}63$
Béo phì Chỉ số WHtR lớn hơn $0{,}63$
Bài toán mở đầu (SGK trang 6)

• Ông An: cao $180\text{ cm}$, vòng bụng $108\text{ cm}$.

• Ông Chung: cao $160\text{ cm}$, vòng bụng $70\text{ cm}$.

Theo em, nếu tính theo chỉ số WHtR, sức khoẻ của ông An hay ông Chung tốt hơn?

Hình ảnh minh họa số đo ông An và ông Chung SGK trang 6
1

1. Khái niệm số hữu tỉ và biểu diễn số hữu tỉ trên trục số

Định nghĩa số hữu tỉ, tập hợp $\mathbb{Q}$, số đối và phương pháp biểu diễn điểm trên trục số

Số hữu tỉ là gì?

HĐ1 Tính chỉ số WHtR của ông An và ông Chung

Tính chỉ số WHtR của ông An và ông Chung trong tình huống mở đầu.

Xem lời giải HĐ1

• Chỉ số WHtR của ông An: $\frac{108}{180} = \frac{3}{5} = 0{,}6$.

• Chỉ số WHtR của ông Chung: $\frac{70}{160} = \frac{7}{16} = 0{,}4375$.

HĐ2 Biểu diễn số dưới dạng các phân số bằng nhau

Ta có thể viết $1{,}5 = \frac{3}{2} = \frac{6}{4} = \frac{9}{6} = \dots$. Tương tự, em hãy viết ba phân số bằng nhau và bằng:

a) $-2{,}5$;   b) $2\frac{3}{4}$.

Xem lời giải HĐ2

a) $-2{,}5 = \frac{-5}{2} = \frac{-10}{4} = \frac{-15}{6} = \dots$

b) $2\frac{3}{4} = \frac{11}{4} = \frac{22}{8} = \frac{33}{12} = \dots$

Các phân số bằng nhau là các cách viết khác nhau của cùng một số, số đó gọi là số hữu tỉ. Như vậy, chỉ số WHtR của ông An, ông Chung và các số cho trong HĐ2 đều là các số hữu tỉ.

Định nghĩa số hữu tỉ

• Số hữu tỉ là số viết được dưới dạng phân số $\frac{a}{b}$ với $a, b \in \mathbb{Z},\ b \neq 0$.

• Tập hợp các số hữu tỉ được kí hiệu là $\mathbb{Q}$.

Chú ý: Mỗi số hữu tỉ đều có một số đối. Số đối của số hữu tỉ $m$ là số hữu tỉ $-m$.
Ví dụ 1 (SGK trang 6)

Các số $-7;\ 0{,}6;\ -1{,}2;\ 1\frac{4}{5}$ có là số hữu tỉ không? Vì sao?

Xem lời giải Ví dụ 1

Các số $-7;\ 0{,}6;\ -1{,}2;\ 1\frac{4}{5}$ là các số hữu tỉ vì chúng đều viết được dưới dạng phân số:

$$-7 = \frac{-7}{1};\quad 0{,}6 = \frac{6}{10};\quad -1{,}2 = \frac{-12}{10};\quad 1\frac{4}{5} = \frac{9}{5}$$
Luyện tập 1 (SGK trang 6)

Giải thích vì sao các số $8;\ -3{,}3;\ 3\frac{2}{3}$ đều là các số hữu tỉ. Tìm số đối của mỗi số đó.

Xem lời giải Luyện tập 1

• Các số đã cho là số hữu tỉ vì viết được dưới dạng phân số: $8 = \frac{8}{1};\ -3{,}3 = \frac{-33}{10};\ 3\frac{2}{3} = \frac{11}{3}$.

• Số đối của $8$ là $-8$.

• Số đối của $-3{,}3$ là $3{,}3$.

• Số đối của $3\frac{2}{3}$ là $-3\frac{2}{3}$ (hay $-\frac{11}{3}$).

Nhận xét: Vì các số thập phân đã biết đều viết được dưới dạng phân số thập phân nên chúng đều là các số hữu tỉ. Tương tự, số nguyên, hỗn số cũng là các số hữu tỉ.

Cách biểu diễn số hữu tỉ trên trục số

Ta đã biết cách biểu diễn các số nguyên trên trục số.

Chẳng hạn, Hình 1.1 cho ta hình ảnh các số nguyên $-2; -1; 0; 1$ và $2$ được biểu diễn trên trục số.

Hình 1.1: Trục số biểu diễn số nguyên
BIỂU DIỄN SỐ HỮU TỈ TRÊN TRỤC SỐ (CHUẨN SGK TRANG 7) -->
Phương pháp biểu diễn số hữu tỉ trên trục số

Tương tự số nguyên, ta có thể biểu diễn các số hữu tỉ trên trục số. Chẳng hạn, để biểu diễn số hữu tỉ $\frac{3}{2}$ ta làm như sau:

  • Chia đoạn thẳng đơn vị (chẳng hạn đoạn từ $0$ đến $1$) thành hai đoạn bằng nhau, lấy một đoạn làm đơn vị mới (đơn vị mới bằng $\frac{1}{2}$ đơn vị cũ) (Hình 1.2a).
  • Số hữu tỉ $\frac{3}{2}$ được biểu diễn bởi điểm $M$ (nằm sau gốc $O$) và cách $O$ một đoạn bằng $3$ đơn vị mới (Hình 1.2b).
Hình 1.2: Biểu diễn số hữu tỉ 3/2

Tương tự, số hữu tỉ $-\frac{3}{2}$ được biểu diễn bởi điểm $N$ (nằm trước gốc $O$) và cách $O$ một đoạn bằng $3$ đơn vị mới (Hình 1.3). Do đó $OM = ON$.

• Số hữu tỉ $\frac{3}{2} = 1{,}5$ nên $1{,}5$ cũng được biểu diễn bởi điểm $M$;

• Số hữu tỉ $-\frac{3}{2} = -\frac{6}{4}$ nên $-\frac{6}{4}$ cũng được biểu diễn bởi điểm $N$ (Hình 1.3).

• Trên trục số, điểm biểu diễn số hữu tỉ $a$ được gọi là điểm $a$.

Hình 1.3: Biểu diễn -3/2 và 3/2 trên trục số

Hình 1.3

? Mỗi điểm $A, B, C$ trên trục số Hình 1.4 biểu diễn số hữu tỉ nào?

Đoạn đơn vị từ $0$ đến $1$ được chia làm $4$ phần bằng nhau, mỗi phần là $\frac{1}{4}$ đơn vị mới.

Xem lời giải câu hỏi ?

• Điểm $A$ nằm sau $O$ và cách $O$ một đoạn $7$ đơn vị mới nên biểu diễn số $\frac{7}{4}$ (hay $1{,}75$).

• Điểm $B$ nằm trước $O$ và cách $O$ một đoạn $3$ đơn vị mới nên biểu diễn số $-\frac{3}{4}$ (hay $-0{,}75$).

• Điểm $C$ nằm trước $O$ và cách $O$ một đoạn $9$ đơn vị mới nên biểu diễn số $-\frac{9}{4}$ (hay $-2{,}25$).

Hình 1.4: Tìm số hữu tỉ tại A, B, C
Luyện tập 2 (SGK trang 7)

Biểu diễn các số hữu tỉ $\frac{5}{4}$ và $\frac{-5}{4}$ trên trục số.

Xem lời giải Luyện tập 2

• Chia đoạn thẳng đơn vị thành $4$ phần bằng nhau, lấy một đoạn làm đơn vị mới bằng $\frac{1}{4}$.

• Điểm biểu diễn số $\frac{5}{4}$ nằm sau gốc $O$ và cách $O$ một đoạn bằng $5$ đơn vị mới.

• Điểm biểu diễn số $-\frac{5}{4}$ nằm trước gốc $O$ và cách $O$ một đoạn bằng $5$ đơn vị mới.

Nhận xét: Trên trục số, hai điểm biểu diễn của hai số hữu tỉ đối nhau $a$ và $-a$ nằm về hai phía khác nhau so với điểm $O$ và có cùng khoảng cách đến $O$ (Hình 1.5).

Hình 1.5: Hai số đối nhau trên trục số
2

2. Thứ tự trong tập hợp các số hữu tỉ

Quy tắc so sánh hai số hữu tỉ, tính chất bắc cầu, số hữu tỉ âm và số hữu tỉ dương

Thứ tự trong tập hợp các số hữu tỉ

HĐ3 Viết dưới dạng phân số rồi so sánh

Viết các số hữu tỉ sau dưới dạng phân số rồi so sánh:

a) $-1{,}5$ và $\frac{5}{2}$;   b) $-0{,}375$ và $-\frac{5}{8}$.

Xem lời giải HĐ3

a) Ta có $-1{,}5 = \frac{-3}{2}$. Vì $-3 < 5$ nên $\frac{-3}{2} < \frac{5}{2}$, do đó $-1{,}5 < \frac{5}{2}$.

b) Ta có $-0{,}375 = \frac{-375}{1000} = \frac{-3}{8}$. Vì $-3 > -5$ nên $\frac{-3}{8} > \frac{-5}{8}$, do đó $-0{,}375 > -\frac{5}{8}$.

HĐ4 Vị trí trên trục số

Biểu diễn hai số hữu tỉ $-1{,}5$ và $\frac{5}{2}$ trên trục số. Em hãy cho biết điểm $-1{,}5$ nằm trước hay nằm sau điểm $\frac{5}{2}$ trên trục số.

Xem lời giải HĐ4

Điểm $-1{,}5$ nằm trước gốc $O$, điểm $\frac{5}{2}$ nằm sau gốc $O$. Do đó, điểm $-1{,}5$ nằm trước điểm $\frac{5}{2}$ trên trục số.

Quy tắc so sánh hai số hữu tỉ

• Ta có thể so sánh hai số hữu tỉ bất kì bằng cách viết chúng dưới dạng phân số rồi so sánh hai phân số đó.

• Với hai số hữu tỉ $a, b$ bất kì, ta luôn có hoặc $a = b$ hoặc $a < b$ hoặc $a > b$.

• Tính chất bắc cầu: Cho ba số hữu tỉ $a, b, c$. Nếu $a < b$ và $b < c$ thì $a < c$.

• Trên trục số, nếu $a < b$ thì điểm $a$ nằm trước điểm $b$.

Chú ý:

  • Các điểm nằm trước gốc $O$ biểu diễn số hữu tỉ âm (tức số hữu tỉ nhỏ hơn $0$).
  • Các điểm nằm sau gốc $O$ biểu diễn số hữu tỉ dương (tức số hữu tỉ lớn hơn $0$).
  • Số $0$ không là số hữu tỉ dương, cũng không là số hữu tỉ âm.
Ví dụ 2 (SGK trang 8)

So sánh $0{,}7$ và $\frac{6}{5}$. Từ đó cho biết điểm $0{,}7$ nằm trước hay nằm sau điểm $\frac{6}{5}$ trên trục số.

Xem lời giải Ví dụ 2

Ta có $0{,}7 = \frac{7}{10}$ và $\frac{6}{5} = \frac{12}{10}$.

Vì $\frac{7}{10} < \frac{12}{10}$ nên $0{,}7 < \frac{6}{5}$.

Do đó điểm $0{,}7$ nằm trước điểm $\frac{6}{5}$ trên trục số (Hình 1.6).

Hình 1.6: So sánh 0,7 và 6/5 trên trục số
Nhận xét: Ta có thể sử dụng tính chất bắc cầu để so sánh $0{,}7$ và $\frac{6}{5}$ bằng cách so sánh với số $1$:
Vì $0{,}7 < 1$ và $1 < \frac{6}{5}$ nên $0{,}7 < \frac{6}{5}$.
Luyện tập 3 (SGK trang 8)

Sắp xếp các số hữu tỉ sau theo thứ tự từ nhỏ đến lớn: $5\frac{1}{4};\ -2;\ 3{,}125;\ -\frac{3}{2}$.

Xem lời giải Luyện tập 3

• Các số âm: $-2$ và $-\frac{3}{2} = -1{,}5$. Vì $-2 < -1{,}5$ nên $-2 < -\frac{3}{2}$.

• Các số dương: $5\frac{1}{4} = 5{,}25$ và $3{,}125$. Vì $3{,}125 < 5{,}25$ nên $3{,}125 < 5\frac{1}{4}$.

Kết luận sắp xếp từ nhỏ đến lớn: $$-2 < -\frac{3}{2} < 3{,}125 < 5\frac{1}{4}$$

Vận dụng (SGK trang 8)

Em hãy giải bài toán mở đầu (so sánh chỉ số WHtR của ông An và ông Chung).

Xem lời giải Vận dụng

• Chỉ số WHtR của ông An là: $\frac{108}{180} = 0{,}6$.

Đối chiếu bảng WHtR: Vì $0{,}57 < 0{,}6 \le 0{,}63$ nên ông An ở mức thừa cân.

• Chỉ số WHtR của ông Chung là: $\frac{70}{160} = 0{,}4375$.

Đối chiếu bảng WHtR: Vì $0{,}42 < 0{,}4375 \le 0{,}52$ nên ông Chung ở mức tốt.

Kết luận: Tính theo chỉ số WHtR, sức khoẻ của ông Chung tốt hơn sức khoẻ của ông An.

BÀI TẬP (SGK TRANG 9)

Hệ thống toàn bộ bài tập từ 1.1 đến 1.6 kèm bảng thống kê và lời giải chi tiết

Bài 1.1 SGK trang 9

Hãy cho biết tính đúng, sai của mỗi khẳng định sau:

a) $0{,}25 \in \mathbb{Q}$;   b) $-\frac{6}{7} \in \mathbb{Q}$;   c) $-235 \notin \mathbb{Q}$.

Xem lời giải Bài 1.1

a) Đúng, vì $0{,}25 = \frac{25}{100} = \frac{1}{4} \in \mathbb{Q}$.

b) Đúng, vì $-\frac{6}{7} = \frac{-6}{7}$ có $-6; 7 \in \mathbb{Z},\ 7 \neq 0$ nên $-\frac{6}{7} \in \mathbb{Q}$.

c) Sai, vì $-235 = \frac{-235}{1} \in \mathbb{Q}$ (số nguyên là số hữu tỉ).

Bài 1.2 SGK trang 9

Tìm số đối của các số hữu tỉ sau:

a) $-0{,}75$;   b) $6\frac{1}{5}$.

Xem lời giải Bài 1.2

a) Số đối của $-0{,}75$ là $-(-0{,}75) = 0{,}75$ (hay $\frac{3}{4}$).

b) Số đối của $6\frac{1}{5}$ là $-6\frac{1}{5}$ (hay $-\frac{31}{5}$).

Bài 1.3 SGK trang 9

Các điểm $A, B, C, D$ (Hình 1.7) biểu diễn những số hữu tỉ nào?

Hình 1.7: Điểm A, B, C, D trên trục số
Xem lời giải chi tiết Bài 1.3

Trên trục số, khoảng cách từ $0$ đến $1$ gồm $6$ khoảng bằng nhau nên mỗi đoạn nhỏ biểu thị đơn vị mới bằng $\frac{1}{6}$.

• Điểm $A$ nằm trước gốc $O$ và cách $O$ một đoạn bằng $7$ đoạn đơn vị mới nên biểu diễn số $-\frac{7}{6}$ (hay $-1\frac{1}{6}$).

• Điểm $B$ nằm trước gốc $O$ và cách $O$ một đoạn bằng $3$ đoạn đơn vị mới nên biểu diễn số $-\frac{3}{6} = -\frac{1}{2}$ (hay $-0{,}5$).

• Điểm $C$ nằm sau gốc $O$ và cách $O$ một đoạn bằng $2$ đoạn đơn vị mới nên biểu diễn số $\frac{2}{6} = \frac{1}{3}$.

• Điểm $D$ nằm sau gốc $O$ và cách $O$ một đoạn bằng $8$ đoạn đơn vị mới nên biểu diễn số $\frac{8}{6} = \frac{4}{3}$ (hay $1\frac{1}{3}$).

Bài 1.4 SGK trang 9

a) Trong các phân số sau, những phân số nào biểu diễn số hữu tỉ $-0{,}625$?

$$\frac{5}{-8};\quad \frac{10}{16};\quad \frac{20}{-32};\quad \frac{-10}{16};\quad \frac{-25}{40};\quad \frac{35}{-48}$$

b) Biểu diễn số hữu tỉ $-0{,}625$ trên trục số.

Xem lời giải Bài 1.4

a) Ta có: $-0{,}625 = -\frac{625}{1000} = -\frac{5}{8}$.

Rút gọn các phân số đã cho:

  • $\frac{5}{-8} = -\frac{5}{8}$ (thỏa mãn);
  • $\frac{10}{16} = \frac{5}{8} \neq -\frac{5}{8}$;
  • $\frac{20}{-32} = -\frac{5}{8}$ (thỏa mãn);
  • $\frac{-10}{16} = -\frac{5}{8}$ (thỏa mãn);
  • $\frac{-25}{40} = -\frac{5}{8}$ (thỏa mãn);
  • $\frac{35}{-48} \neq -\frac{5}{8}$.

Vậy các phân số biểu diễn số hữu tỉ $-0{,}625$ là: $\frac{5}{-8};\ \frac{20}{-32};\ \frac{-10}{16};\ \frac{-25}{40}$.

b) Để biểu diễn $-0{,}625 = -\frac{5}{8}$ trên trục số, ta chia đoạn đơn vị thành $8$ phần bằng nhau. Điểm biểu diễn nằm trước gốc $O$ và cách $O$ một đoạn bằng $5$ đơn vị mới.

Bài 1.5 SGK trang 9

So sánh:

a) $-2{,}5$ và $-2{,}125$;   b) $-\frac{1}{10000}$ và $-\frac{1}{23456}$.

Xem lời giải Bài 1.5

a) Vì $2{,}5 > 2{,}125$ nên $-2{,}5 < -2{,}125$.

b) Vì $10000 < 23456$ nên $\frac{1}{10000} > \frac{1}{23456}$, suy ra $-\frac{1}{10000} < -\frac{1}{23456}$.

Nhân vật Chú Vuông SGK: Lời khuyên so sánh số thập phân
Bài 1.6 SGK trang 9

Tuổi thọ trung bình dự kiến của những người sinh năm 2019 ở một số quốc gia được cho trong bảng sau:

Quốc gia Australia Pháp Tây Ban Nha Anh Mỹ
Tuổi thọ dự kiến $83$ $82{,}5$ $83\frac{1}{5}$ $81\frac{2}{5}$ $78\frac{1}{2}$

(Theo Báo cáo của Tổ chức Y tế Thế giới, 2020)

Hãy sắp xếp các quốc gia theo tuổi thọ trung bình dự kiến từ nhỏ đến lớn.

Xem lời giải Bài 1.6

Viết các số đo tuổi thọ dưới dạng số thập phân:

  • Australia: $83$ tuổi;
  • Pháp: $82{,}5$ tuổi;
  • Tây Ban Nha: $83\frac{1}{5} = 83{,}2$ tuổi;
  • Anh: $81\frac{2}{5} = 81{,}4$ tuổi;
  • Mỹ: $78\frac{1}{2} = 78{,}5$ tuổi.

So sánh các số thập phân: $$78{,}5 < 81{,}4 < 82{,}5 < 83 < 83{,}2$$

Thứ tự các quốc gia từ nhỏ đến lớn: Mỹ $\to$ Anh $\to$ Pháp $\to$ Australia $\to$ Tây Ban Nha.