Ưu đãi 50% Tặng Sổ tay 9+ Toán Cấp 2!
100%
Chương II: Số thực

Bài 7: Tập hợp các số thực

18 người đã học
Slide Giáo Viên

Bài 7: Tập hợp các số thực

Số thực, số đối của số thực, trục số thực lấp đầy, thứ tự so sánh và giá trị tuyệt đối của số thực

Bài 7: Tập hợp các số thực
Toán 7 • Chương II: Số thực

BÀI 7: TẬP HỢP CÁC SỐ THỰC

Khám phá trục số thực lấp đầy, số đối, thứ tự so sánh và giá trị tuyệt đối của số thực.

Khái niệm, thuật ngữ
  • Số thực
  • Số đối của số thực
  • Giá trị tuyệt đối
Kiến thức, kĩ năng
  • Nhận biết số thực, số đối và giá trị tuyệt đối của số thực.
  • Biểu diễn số thực trên trục số trong trường hợp thuận lợi.
  • Nhận biết thứ tự trong tập hợp các số thực.

Tình huống thảo luận mở đầu:

Chú Vuông thắc mắc:

"Đã có số tự nhiên, số nguyên, số hữu tỉ,... lại thêm số thực nữa?"

Chú Pi mỉm cười đáp:

"Em đừng lo, vẫn là các số đã biết thôi!"

1

Khái niệm số thực và trục số thực

Số thực là gì?

Trong các bài học trước, các em đã thấy là các số hữu tỉ và các số vô tỉ đều viết được dưới dạng số thập phân hữu hạn hoặc vô hạn (tuần hoàn hoặc không tuần hoàn).

Chẳng hạn: $\frac{3}{4} = 0{,}75$;   $\frac{1}{9} = 0{,}111\dots = 0{,}(1)$;   $\sqrt{2} = 1{,}4142\dots$

Khái niệm số thực

Số hữu tỉ và số vô tỉ được gọi chung là số thực.

Tập hợp các số thực được kí hiệu là $\mathbb{R}$.

Chú ý:

  • Cũng như số hữu tỉ, mỗi số thực $a$ đều có một số đối kí hiệu là $-a$.
  • Trong tập hợp số thực cũng có các phép toán với các tính chất tương tự như trong tập hợp số hữu tỉ.
  • Số $\pi = 3{,}14159265358\dots$ là một số thực (số vô tỉ).
Luyện tập 1 (SGK trang 33)

a) Cách viết nào sau đây là đúng: $\sqrt{2} \in \mathbb{Q}$;   $\pi \in \mathbb{I}$;   $15 \in \mathbb{R}$?

b) Viết số đối của các số: $5{,}08(299)$;   $-\sqrt{5}$.

Xem lời giải chi tiết Luyện tập 1

a) Đánh giá các cách viết:

  • $\sqrt{2} \in \mathbb{Q}$ là sai vì $\sqrt{2}$ là số vô tỉ ($\sqrt{2} \in \mathbb{I}$, $\sqrt{2} \notin \mathbb{Q}$).
  • $\pi \in \mathbb{I}$ là đúng vì $\pi = 3{,}14159\dots$ là số thập phân vô hạn không tuần hoàn.
  • $15 \in \mathbb{R}$ là đúng vì $15 \in \mathbb{N} \subset \mathbb{Q} \subset \mathbb{R}$.

b) Viết số đối:

  • Số đối của $5{,}08(299)$ là $-5{,}08(299)$.
  • Số đối của $-\sqrt{5}$ là $-(-\sqrt{5}) = \sqrt{5}$.

Trục số thực

Ta đã biết mọi số hữu tỉ đều biểu diễn được trên trục số. Các số vô tỉ cũng có thể biểu diễn được trên trục số. Chẳng hạn, trong Bài 6 ta đã thấy $\sqrt{2}$ là độ dài nửa đường chéo của hình vuông với cạnh bằng $2$. Vì vậy, để biểu diễn số $\sqrt{2}$ trên trục số ta làm như sau:

  • Vẽ hình vuông $MNPQ$ với cạnh bằng $2$. Gọi $E$ là giao điểm hai đường chéo của hình vuông này (Hình 2.3a).
  • Vẽ đường tròn tâm $O$ (gốc của trục số), bán kính bằng $ME$. Giao điểm $A$ của đường tròn vừa vẽ với tia $Ox$ chính là điểm biểu diễn số $\sqrt{2}$ (Hình 2.3b).
Hình 2.3 Biểu diễn sqrt(2) bằng compa

Hình 2.3: Biểu diễn số vô tỉ $\sqrt{2}$ trên trục số bằng compa

Mỗi số thực đều được biểu diễn bởi một điểm trên trục số.

Ngược lại, mỗi điểm trên trục số đều biểu diễn một số thực.

Chú ý: Vì mỗi điểm trên trục số đều biểu diễn một số thực nên các số thực lấp đầy trục số. Để nhấn mạnh điều này, người ta cũng gọi trục số là trục số thực (Hình 2.4).

Hình 2.4 Trục số thực

Hình 2.4: Trục số thực lấp đầy bởi các số hữu tỉ và số vô tỉ

Câu hỏi (SGK trang 34):

Điểm nào trong Hình 2.4 biểu diễn số $-\sqrt{2}$? Em có nhận xét gì về các điểm biểu diễn của hai số đối nhau?

Xem lời giải

• Trong Hình 2.4, điểm $N$ biểu diễn số $-\sqrt{2}$.

• Nhận xét: Hai điểm biểu diễn hai số thực đối nhau nằm về hai phía so với gốc $O$ và cách đều gốc $O$.

Luyện tập 2 (SGK trang 34)

Cho biết nếu một tam giác vuông có hai cạnh góc vuông bằng $1$ và $3$ thì cạnh huyền của tam giác bằng $\sqrt{10}$. Em hãy nêu cách vẽ điểm biểu diễn số $-\sqrt{10}$ trên trục số.

Xem lời giải chi tiết Luyện tập 2

Cách dựng điểm biểu diễn số $-\sqrt{10}$ trên trục số:

  1. Vẽ một tam giác vuông có hai cạnh góc vuông có độ dài bằng $1$ và $3$ đơn vị. Theo đề bài, cạnh huyền của tam giác vuông này có độ dài bằng $\sqrt{10}$.
  2. Dùng compa mở một khẩu độ bằng độ dài cạnh huyền $\sqrt{10}$.
  3. Đặt đầu nhọn compa tại gốc $O(0)$ của trục số thực, quay một cung tròn cắt phần tia đối của tia số (phía bên trái gốc $O$, theo chiều âm) tại một điểm.
  4. Điểm giao này chính là điểm biểu diễn số thực $-\sqrt{10}$ trên trục số.
2

Thứ tự trong tập hợp các số thực

So sánh hai số thực

Các số thực đều viết được dưới dạng số thập phân (hữu hạn hoặc vô hạn). Vì thế có thể so sánh hai số thực tương tự như so sánh hai số hữu tỉ viết dưới dạng số thập phân.

Ví dụ minh họa:

  • $0{,}24(7) = 0{,}2477\dots > 0{,}2382\dots$ nên $0{,}24(7) > 0{,}2382\dots$
  • $\sqrt{2} = 1{,}414\dots > 1{,}410$ nên $-\sqrt{2} < -1{,}41$.

Cũng như với các số hữu tỉ, ta có:

  • Với hai số thực $a$ và $b$ bất kì ta luôn có $a = b$ hoặc $a < b$ hoặc $a > b$.
  • Cho ba số thực $a, b, c$. Nếu $a < b$ và $b < c$ thì $a < c$ (tính chất bắc cầu).
  • Trên trục số thực, nếu $a < b$ thì điểm $a$ nằm trước điểm $b$. Các điểm nằm trước gốc $O$ biểu diễn các số âm, các điểm nằm sau gốc $O$ biểu diễn các số dương. Do đó ta viết $x < 0$ để nói $x$ là số âm, viết $x > 0$ để nói $x$ là số dương (Hình 2.5).
Hình 2.5 Thứ tự các số thực trên trục số

Hình 2.5: Thứ tự các số thực và vị trí điểm nằm giữa $E(1)$ và $Q(3)$

Chẳng hạn: Nếu $x$ là số thực thoả mãn điều kiện $1 < x < 3$ thì điểm biểu diễn của $x$ nằm giữa hai điểm $E$ và $Q$ trên Hình 2.5.

Chú ý quan trọng:

Nếu $0 < a < b$ thì $\sqrt{a} < \sqrt{b}$.

Ta thường dùng tính chất này để so sánh một căn bậc hai số học với một số hữu tỉ hoặc so sánh hai căn bậc hai số học với nhau. Chẳng hạn, $\sqrt{2} < \sqrt{5}$ vì $2 < 5$.

Luyện tập 3 (SGK trang 35)

So sánh:

a) $1{,}313233\dots$ và $1{,}(32)$;

b) $\sqrt{5}$ và $2{,}36$ (có thể dùng máy tính cầm tay để tính $\sqrt{5}$).

Xem lời giải chi tiết Luyện tập 3

a) So sánh $1{,}313233\dots$ và $1{,}(32)$:

Ta viết: $1{,}(32) = 1{,}323232\dots$ So sánh chữ số ở hàng phần trăm: vì $1 < 2$ nên: $$1{,}313233\dots < 1{,}(32)$$

b) So sánh $\sqrt{5}$ và $2{,}36$:

Bấm máy tính ta có: $\sqrt{5} \approx 2{,}23606\dots$ Vì $2{,}23606\dots < 2{,}36$ nên: $$\sqrt{5} < 2{,}36$$ (Cách khác: $2{,}36^2 = 5{,}5696 > 5 \implies 2{,}36 > \sqrt{5}$).

3

Giá trị tuyệt đối của một số thực

Khái niệm giá trị tuyệt đối

HĐ1 (SGK trang 35):

Biểu diễn các số $3$ và $-2$ trên trục số rồi cho biết mỗi điểm ấy nằm cách gốc $O$ bao nhiêu đơn vị.

→ Điểm $3$ cách $O$ là $3$ đơn vị; Điểm $-2$ cách $O$ là $2$ đơn vị.

HĐ2 (SGK trang 35):

Không vẽ hình, hãy cho biết khoảng cách của mỗi điểm sau đến gốc $O$: $-4; -1; 0; 1; 4$.

→ Khoảng cách lần lượt là: $4; 1; 0; 1; 4$ đơn vị.

Định nghĩa giá trị tuyệt đối

Khoảng cách từ điểm $a$ trên trục số đến gốc $O$ là giá trị tuyệt đối của số $a$, kí hiệu là $|a|$.

Câu hỏi (SGK trang 35):

Từ HĐ1 và HĐ2, hãy tìm giá trị tuyệt đối của các số: $3; -2; 0; 4$ và $-4$.

Đáp số: $|3| = 3$;   $|-2| = 2$;   $|0| = 0$;   $|4| = 4$;   $|-4| = 4$.

Nhận xét tổng quát:

  • Giá trị tuyệt đối của $0$ là $0$: $|0| = 0$.
  • Giá trị tuyệt đối của một số dương là chính nó, chẳng hạn: $|2| = 2$;   $\left|\frac{5}{8}\right| = \frac{5}{8}$.
  • Giá trị tuyệt đối của một số âm là số đối của nó, chẳng hạn: $|-2| = 2$;   $|-5{,}1| = 5{,}1$;   $|-\sqrt{2}| = \sqrt{2}$.
$$|a| = \begin{cases} a & \text{khi } a > 0 \\ -a & \text{khi } a < 0 \\ 0 & \text{khi } a = 0 \end{cases}$$

Câu hỏi (SGK trang 36):

Minh viết $|-2{,}5| = -2{,}5$ đúng hay sai?

Trả lời: Minh viết sai vì giá trị tuyệt đối biểu thị khoảng cách nên luôn là một số không âm: $|-2{,}5| = 2{,}5 \ge 0$.

Luyện tập 4 (SGK trang 36)

Tính:   a) $|-2{,}3|$;   b) $\left|\frac{7}{5}\right|$;   c) $|-11|$;   d) $|-\sqrt{8}|$.

Xem lời giải chi tiết Luyện tập 4

• a) $|-2{,}3| = 2{,}3$ (vì $-2{,}3 < 0$).

• b) $\left|\frac{7}{5}\right| = \frac{7}{5}$ (vì $\frac{7}{5} > 0$).

• c) $|-11| = 11$ (vì $-11 < 0$).

• d) $|-\sqrt{8}| = \sqrt{8}$ (vì $-\sqrt{8} < 0$).

Thử thách nhỏ (SGK trang 36)

Liệt kê các phần tử của tập hợp $A = \{x \mid x \in \mathbb{Z}, |x| < 5\}$.

Xem lời giải Thử thách nhỏ

Vì $x \in \mathbb{Z}$ và $|x| < 5$, ta có $|x| \in \{0; 1; 2; 3; 4\}$.

  • $|x| = 0 \implies x = 0$.
  • $|x| = 1 \implies x \in \{-1; 1\}$.
  • $|x| = 2 \implies x \in \{-2; 2\}$.
  • $|x| = 3 \implies x \in \{-3; 3\}$.
  • $|x| = 4 \implies x \in \{-4; 4\}$.

Vậy tập hợp $A = \{-4; -3; -2; -1; 0; 1; 2; 3; 4\}$.

4

Bài tập SGK trang 36 (Giải chi tiết)

Bài 2.13 (SGK trang 36) Phân loại số hữu tỉ và số vô tỉ

Xét tập hợp $A = \left\{7{,}1; -2{,}(61); 0; 5{,}14; \frac{4}{7}; \sqrt{15}; -\sqrt{81}\right\}$.

Bằng cách liệt kê các phần tử, hãy viết tập hợp $B$ gồm các số hữu tỉ thuộc tập $A$ và tập hợp $C$ gồm các số vô tỉ thuộc tập $A$.

Xem lời giải chi tiết Bài 2.13

Ta phân tích từng phần tử của tập hợp $A$:

  • $7{,}1$ và $5{,}14$ là các số thập phân hữu hạn nên là các số hữu tỉ.
  • $-2{,}(61)$ là số thập phân vô hạn tuần hoàn nên là số hữu tỉ.
  • $0$ là số nguyên, do đó là số hữu tỉ.
  • $\frac{4}{7}$ là phân số tối giản nên là số hữu tỉ.
  • $-\sqrt{81} = -9$ là số nguyên nên là số hữu tỉ.
  • $\sqrt{15} = 3{,}872983\dots$ là số thập phân vô hạn không tuần hoàn nên là số vô tỉ.

• Tập hợp $B$ gồm các số hữu tỉ thuộc tập $A$: $$B = \left\{7{,}1; -2{,}(61); 0; 5{,}14; \frac{4}{7}; -\sqrt{81}\right\}$$

• Tập hợp $C$ gồm các số vô tỉ thuộc tập $A$: $$C = \{\sqrt{15}\}$$

Bài 2.14 (SGK trang 36) Tập hợp các số đối

Gọi $A'$ là tập hợp các số đối của các số thuộc tập hợp $A$ trong Bài tập 2.13. Liệt kê các phần tử của $A'$.

Xem lời giải chi tiết Bài 2.14

Số đối của một số thực $x$ là $-x$:

  • Số đối của $7{,}1$ là $-7{,}1$.
  • Số đối của $-2{,}(61)$ là $2{,}(61)$.
  • Số đối của $0$ là $0$.
  • Số đối của $5{,}14$ là $-5{,}14$.
  • Số đối của $\frac{4}{7}$ là $-\frac{4}{7}$.
  • Số đối của $\sqrt{15}$ là $-\sqrt{15}$.
  • Số đối của $-\sqrt{81} = -9$ là $\sqrt{81} = 9$.

Vậy: $A' = \left\{-7{,}1; 2{,}(61); 0; -5{,}14; -\frac{4}{7}; -\sqrt{15}; \sqrt{81}\right\}$.

Bài 2.15 (SGK trang 36) Đọc toạ độ điểm trên trục số

Các điểm $A, B, C, D$ trong hình sau biểu diễn những số thực nào?

Hình Bài 2.15 Trục số các điểm A, B, C, D

Hình Bài 2.15: Hai phần trục số biểu diễn các điểm $A, B$ và $C, D$

Xem lời giải chi tiết Bài 2.15

a) Trục số thứ nhất (từ $0$ đến $1$):

Đoạn từ $0$ đến $1$ được chia thành $10$ phần bằng nhau, mỗi phần tương ứng với: $$\frac{1 - 0}{10} = 0{,}1\text{ đơn vị}$$

  • Điểm $A$ ở vạch thứ $7$ kể từ $0$, do đó điểm $A$ biểu diễn số thực: $0 + 7 \cdot 0{,}1 = 0{,}7$.
  • Điểm $B$ ở vạch thứ $9$ kể từ $0$, do đó điểm $B$ biểu diễn số thực: $0 + 9 \cdot 0{,}1 = 0{,}9$.

b) Trục số thứ hai (từ $4{,}6$ đến $4{,}7$):

Đoạn từ $4{,}6$ đến $4{,}7$ được chia thành $10$ phần bằng nhau, mỗi phần tương ứng với: $$\frac{4{,}7 - 4{,}6}{10} = \frac{0{,}1}{10} = 0{,}01\text{ đơn vị}$$

  • Điểm $C$ ở vạch thứ $2$ kể từ $4{,}6$, do đó điểm $C$ biểu diễn số thực: $4{,}6 + 2 \cdot 0{,}01 = 4{,}62$.
  • Điểm $D$ ở vạch thứ $6$ kể từ $4{,}6$, do đó điểm $D$ biểu diễn số thực: $4{,}6 + 6 \cdot 0{,}01 = 4{,}66$.
Bài 2.16 (SGK trang 36) Tính giá trị tuyệt đối

Tính:   a) $|-3{,}5|$;   b) $\left|\frac{-4}{9}\right|$;   c) $|0|$;   d) $|2{,}0(3)|$.

Xem lời giải chi tiết Bài 2.16

• a) $|-3{,}5| = 3{,}5$ (vì $-3{,}5 < 0$).

• b) $\left|\frac{-4}{9}\right| = \frac{4}{9}$ (vì $\frac{-4}{9} < 0$).

• c) $|0| = 0$.

• d) $|2{,}0(3)| = 2{,}0(3)$ (vì $2{,}0(3) > 0$).

Bài 2.17 (SGK trang 36) Xác định dấu và giá trị tuyệt đối

Xác định dấu và giá trị tuyệt đối của mỗi số sau:

a) $a = 1{,}25$;   b) $b = -4{,}1$;   c) $c = -1{,}414213562\dots$

Xem lời giải chi tiết Bài 2.17
  • a) Số $a = 1{,}25$ mang dấu dương ($+$) và có giá trị tuyệt đối là $|a| = |1{,}25| = 1{,}25$.
  • b) Số $b = -4{,}1$ mang dấu âm ($-$) và có giá trị tuyệt đối là $|b| = |-4{,}1| = 4{,}1$.
  • c) Số $c = -1{,}414213562\dots$ mang dấu âm ($-$) và có giá trị tuyệt đối là $|c| = |-1{,}414213562\dots| = 1{,}414213562\dots$ (chính là $\sqrt{2}$).
Bài 2.18 (SGK trang 36) Tìm số thực theo giá trị tuyệt đối

Tìm tất cả các số thực $x$ thoả mãn điều kiện $|x| = 2{,}5$.

Xem lời giải chi tiết Bài 2.18

Vì $|x|$ là khoảng cách từ điểm $x$ trên trục số đến gốc $O$, nên $|x| = 2{,}5$ nghĩa là điểm $x$ cách gốc $O$ đúng $2{,}5$ đơn vị.

Trên trục số thực, có hai điểm cách gốc $O$ một khoảng bằng $2{,}5$ đơn vị:

  • Điểm nằm bên phải gốc $O$ ứng với $x = 2{,}5$.
  • Điểm nằm bên trái gốc $O$ ứng với $x = -2{,}5$.

Kết luận: Có hai số thực thỏa mãn là $x = 2{,}5$ hoặc $x = -2{,}5$ (viết gọn là $x = \pm 2{,}5$).