13. 探究并解决问题:
定义一种新的运算,叫作“⊕”运算. 按照“⊕”运算的运算法则进行计算:
①$(+2)⊕(+3)=+5$;
②$(-2)⊕(+3)=-5$;
③$(-2)⊕(-3)=+5$;
④$(+2)⊕(-3)=-5$;
⑤$0⊕(+5)=5$;
⑥$(+4)⊕0=4$;
⑦$(-5)⊕0=5$;
⑧$0⊕(-3)=3$.
(1) 观察上面的算式,请类比有理数的运算法则的学习,归纳“⊕”运算的运算法则:
两数进行“⊕”运算时,
;
一个数与0进行“⊕”运算时,
.
(2) 计算:$(-3)⊕[2⊕(-4)]$;
(3) 有理数加法有结合律,结合律在有理数的“⊕”运算中还适用吗?请你判断并举例验证(注:如果不适用,举出一个反例即可).
定义一种新的运算,叫作“⊕”运算. 按照“⊕”运算的运算法则进行计算:
①$(+2)⊕(+3)=+5$;
②$(-2)⊕(+3)=-5$;
③$(-2)⊕(-3)=+5$;
④$(+2)⊕(-3)=-5$;
⑤$0⊕(+5)=5$;
⑥$(+4)⊕0=4$;
⑦$(-5)⊕0=5$;
⑧$0⊕(-3)=3$.
(1) 观察上面的算式,请类比有理数的运算法则的学习,归纳“⊕”运算的运算法则:
两数进行“⊕”运算时,
同号得正,异号得负,再把绝对值相加
;
一个数与0进行“⊕”运算时,
正数与0“⊕”运算得它本身,负数与0“⊕”运算得它的相反数
.
(2) 计算:$(-3)⊕[2⊕(-4)]$;
(3) 有理数加法有结合律,结合律在有理数的“⊕”运算中还适用吗?请你判断并举例验证(注:如果不适用,举出一个反例即可).
答案
(1)同号得正,异号得负,再把绝对值相加
正数与0“⊕”运算得它本身,负数与0“⊕”运算得它的相反数
(2)$(-3)⊕[2⊕(-4)]=(-3)⊕(-6)=9$.
(3)结合律在有理数的“⊕”运算中不适用.
例如:$[(-3)⊕(-2)]⊕0=(+5)⊕0=+5$,$(-3)⊕[(-2)⊕0]=(-3)⊕2=-5$,这时,$[(-3)⊕(-2)]⊕0≠(-3)⊕[(-2)⊕0]$,所以结合律在有理数的“⊕”运算中不适用.
正数与0“⊕”运算得它本身,负数与0“⊕”运算得它的相反数
(2)$(-3)⊕[2⊕(-4)]=(-3)⊕(-6)=9$.
(3)结合律在有理数的“⊕”运算中不适用.
例如:$[(-3)⊕(-2)]⊕0=(+5)⊕0=+5$,$(-3)⊕[(-2)⊕0]=(-3)⊕2=-5$,这时,$[(-3)⊕(-2)]⊕0≠(-3)⊕[(-2)⊕0]$,所以结合律在有理数的“⊕”运算中不适用.
解析
【分析】
(1) 归纳新运算规则时,先将已知算式分为两类:一类是两个非0数进行⊕运算,一类是其中一个数为0的⊕运算。先观察非0两数运算的符号规律:同号的①③结果均为正,异号的②④结果均为负;再观察数值规律:结果的数值均为两个数的绝对值之和,即可总结非0两数的运算规则。再观察含0的运算:⑤~⑧的结果均为非0数的绝对值,即正数和0运算得本身,负数和0运算得它的相反数。
(2) 计算含括号的⊕运算时,遵循有理数混合运算顺序,先算括号内的,再算括号外的,每一步都按照归纳出的⊕运算法则计算即可。
(3) 验证结合律是否适用,首先明确结合律的形式:$(a⊕b)⊕c = a⊕(b⊕c)$,只需要举出一组a、b、c,按照两种运算顺序计算的结果不相等,即可证明结合律不适用。
【解析】
(1) 观察所有两个非0数的⊕运算算式:同号两数运算结果为正,异号两数运算结果为负,结果的大小是两数绝对值相加;观察含0的⊕运算算式:正数与0运算结果为正数本身,负数与0运算结果为负数的相反数。
(2) 先计算括号内的$2⊕(-4)$:2和-4异号,得负,绝对值相加$2+4=6$,所以$2⊕(-4)=-6$;再计算$(-3)⊕(-6)$:-3和-6同号,得正,绝对值相加$3+6=9$,所以结果为9。
(3) 结合律不适用。举例验证:计算$[(-3)⊕(-2)]⊕0$,先算括号内:$(-3)$和$(-2)$同号得正,绝对值相加$3+2=5$,即$(-3)⊕(-2)=5$,再算$5⊕0=5$;再计算$(-3)⊕[(-2)⊕0]$,先算括号内:$(-2)$和0运算得2,再算$(-3)⊕2$,异号得负,绝对值相加$3+2=5$,即结果为-5。两次计算结果$5≠-5$,因此结合律不适用。
【答案】
(1)同号得正,异号得负,再把绝对值相加;正数与0“⊕”运算得它本身,负数与0“⊕”运算得它的相反数
(2)$(-3)⊕[2⊕(-4)]=(-3)⊕(-6)=9$.
(3)结合律在有理数的“⊕”运算中不适用.
例如:$[(-3)⊕(-2)]⊕0=(+5)⊕0=+5$,$(-3)⊕[(-2)⊕0]=(-3)⊕2=-5$,这时,$[(-3)⊕(-2)]⊕0≠(-3)⊕[(-2)⊕0]$,所以结合律在有理数的“⊕”运算中不适用.
【知识点】
新定义运算,有理数运算,运算律验证
【点评】
本题属于新定义运算类题型,核心考查学生的归纳总结能力、规则迁移应用能力,需要先从已知算式中准确提炼运算规则,再运用规则完成计算和规律验证,是对学生逻辑推理能力的较好考查。
【难度系数】
0.7
(1) 归纳新运算规则时,先将已知算式分为两类:一类是两个非0数进行⊕运算,一类是其中一个数为0的⊕运算。先观察非0两数运算的符号规律:同号的①③结果均为正,异号的②④结果均为负;再观察数值规律:结果的数值均为两个数的绝对值之和,即可总结非0两数的运算规则。再观察含0的运算:⑤~⑧的结果均为非0数的绝对值,即正数和0运算得本身,负数和0运算得它的相反数。
(2) 计算含括号的⊕运算时,遵循有理数混合运算顺序,先算括号内的,再算括号外的,每一步都按照归纳出的⊕运算法则计算即可。
(3) 验证结合律是否适用,首先明确结合律的形式:$(a⊕b)⊕c = a⊕(b⊕c)$,只需要举出一组a、b、c,按照两种运算顺序计算的结果不相等,即可证明结合律不适用。
【解析】
(1) 观察所有两个非0数的⊕运算算式:同号两数运算结果为正,异号两数运算结果为负,结果的大小是两数绝对值相加;观察含0的⊕运算算式:正数与0运算结果为正数本身,负数与0运算结果为负数的相反数。
(2) 先计算括号内的$2⊕(-4)$:2和-4异号,得负,绝对值相加$2+4=6$,所以$2⊕(-4)=-6$;再计算$(-3)⊕(-6)$:-3和-6同号,得正,绝对值相加$3+6=9$,所以结果为9。
(3) 结合律不适用。举例验证:计算$[(-3)⊕(-2)]⊕0$,先算括号内:$(-3)$和$(-2)$同号得正,绝对值相加$3+2=5$,即$(-3)⊕(-2)=5$,再算$5⊕0=5$;再计算$(-3)⊕[(-2)⊕0]$,先算括号内:$(-2)$和0运算得2,再算$(-3)⊕2$,异号得负,绝对值相加$3+2=5$,即结果为-5。两次计算结果$5≠-5$,因此结合律不适用。
【答案】
(1)同号得正,异号得负,再把绝对值相加;正数与0“⊕”运算得它本身,负数与0“⊕”运算得它的相反数
(2)$(-3)⊕[2⊕(-4)]=(-3)⊕(-6)=9$.
(3)结合律在有理数的“⊕”运算中不适用.
例如:$[(-3)⊕(-2)]⊕0=(+5)⊕0=+5$,$(-3)⊕[(-2)⊕0]=(-3)⊕2=-5$,这时,$[(-3)⊕(-2)]⊕0≠(-3)⊕[(-2)⊕0]$,所以结合律在有理数的“⊕”运算中不适用.
【知识点】
新定义运算,有理数运算,运算律验证
【点评】
本题属于新定义运算类题型,核心考查学生的归纳总结能力、规则迁移应用能力,需要先从已知算式中准确提炼运算规则,再运用规则完成计算和规律验证,是对学生逻辑推理能力的较好考查。
【难度系数】
0.7
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