Nú þegar við höfum staðsett jákvæðar og neikvæðar tölur á talnalínunni er kominn tími til að fjalla um reikniaðgerðir með heiltölum.
Flestir nemendur þekkja vel samlagningar- og frádráttardæmi með jákvæðum tölum. Erfiðara getur verið að leggja saman eða draga frá þegar bæði jákvæðar og neikvæðar tölur koma við sögu. Þessi erfiðleiki tengist því hvernig heilinn lærir.
Heilinn lærir best með því að vinna fyrst með hluti úr raunveruleikanum og alhæfa síðan yfir í óhlutbundin hugtök. Ung börn læra fljótt að ef þau eiga tvær smákökur og eldra systkini tekur eina þá eiga þau aðeins eina eftir. Þetta er áþreifanlegt dæmi um Börn læra helstu samlagningar- og frádráttardæmi af reynslu sinni úr daglegu lífi. Að lokum kunna þau talnadæmin án þess að styðjast við smákökur.
Samlagning og frádráttur neikvæðra talna eiga sér færri dæmi úr raunveruleikanum sem eru okkur auðskilin. Stærðfræðikennarar nota ýmsar leiðir, svo sem talnalínur, bankaviðskipti og hitastig, til að gera þessi hugtök áþreifanleg.
Við sýnum samlagningu og frádrátt neikvæðra talna með tvílitum talningarskífum. Blá skífa táknar jákvæða tölu og rauð skífa neikvæða tölu.
Ef við höfum eina jákvæða og eina neikvæða talningarskífu er samanlagt gildi parsins núll. Þær mynda núllpar. Gildi núllparsins er núll eins og dregið er saman á Mynd 3.17.
Mynd 3.17. Blá talningarskífa táknar Rauð talningarskífa táknar Saman gefa þær núll.
Við sýnum fjögur samlagningardæmi með tölunum
Dæmi 3.14
Sýnið með líkani:
Lausn
Túlkið stæðuna.
5 + 3 merkir summu 5 og 3 .
Sýnið fyrri töluna. Byrjið með 5 jákvæðar talningarskífur.
Sýnið seinni töluna. Bætið við 3 jákvæðum talningarskífum.
Teljið heildarfjölda talningarskífanna.
Summa 5 og 3 er 8.
5 + 3 = 8
Dæmi 3.15
Model: −5+(−3).
Lausn
Túlkið stæðuna.
−5 + ( −3 ) merkir summu −5 og −3 .
Sýnið fyrri töluna. Byrjið með 5 neikvæðar talningarskífur.
Sýnið seinni töluna. Bætið við 3 neikvæðum talningarskífum.
Teljið heildarfjölda talningarskífanna.
Summa −5 og −3 er −8.
− 5 + − 3 = − 8 −5 + −3 = −8
Dæmi 3.14 og Dæmi 3.15 eru mjög lík. Í fyrra dæminu eru lagðar saman jákvæðar talningarskífur og jákvæðar talningarskífur — báðir hóparnir eru jákvæðir. Í seinna dæminu eru lagðar saman neikvæðar talningarskífur og neikvæðar talningarskífur — báðir hóparnir eru neikvæðir. Í báðum tilvikum fengum við niðurstöðu með tölugildið jákvæðar eða neikvæðar talningarskífur. Þegar formerkin eru eins eru allar talningarskífurnar í sama lit.
Skoðum nú hvað gerist þegar formerkin eru ólík.
Dæmi 3.16
Sýnið með líkani:
Lausn
Túlkið stæðuna.
−5 + 3 merkir summu −5 og 3 .
Sýnið fyrri töluna. Byrjið með 5 neikvæðar talningarskífur.
Sýnið seinni töluna. Bætið við 3 jákvæðum talningarskífum.
Fjarlægið öll núllpör.
Teljið það sem eftir er.
Summa −5 og 3 er −2.
− 5 + 3 = − 2 −5 + 3 = −2
Takið eftir að neikvæðu talningarskífurnar voru fleiri en þær jákvæðu og því er niðurstaðan neikvæð.
Dæmi 3.17
Model: 5+(−3).
Lausn
Túlkið stæðuna.
5 + ( −3 ) merkir summu 5 og −3 .
Sýnið fyrri töluna. Byrjið með 5 jákvæðar talningarskífur.
Sýnið seinni töluna. Bætið við 3 neikvæðum talningarskífum.
Fjarlægið öll núllpör.
Teljið það sem eftir er.
Summa 5 og −3 er 2.
5 + ( − 3 ) = 2 5 + ( −3 ) = 2
Dæmi 3.18
Samlagning jákvæðra og neikvæðra heiltalna sýnd með líkani
Sýnið hvert samlagningardæmi með líkani.
ⓐ 4 + 2
ⓑ −3 + 6
ⓒ 4 + (−5)
ⓓ -2 + (−3)
Lausn
ⓐ
4 + 2
Byrjið með 4 jákvæðar talningarskífur.
Bætið við tveimur jákvæðum talningarskífum.
Hve margar talningarskífur hafið þið?
4 + 2 = 6
ⓑ
− 3 + 6
Byrjið með 3 neikvæðar talningarskífur.
Bætið við 6 jákvæðum talningarskífum.
Fjarlægið núllpör.
Hve margar talningarskífur eru eftir?
3 3 . − 3 + 6 = 3 −3 + 6 = 3
ⓒ
4 + ( − 5 ) 4 + ( −5 )
Byrjið með 4 jákvæðar talningarskífur.
Bætið við 5 neikvæðum talningarskífum.
Fjarlægið núllpör.
Hve margar talningarskífur eru eftir?
− 1 −1 . 4 + ( − 5 ) = − 1 4 + ( −5 ) = −1
ⓓ
− 2 + ( − 3 ) −2 + ( −3 )
Byrjið með 2 neikvæðar talningarskífur.
Bætið við 3 neikvæðum talningarskífum.
Hve margar talningarskífur hafið þið?
− 5 −5 . − 2 + ( − 3 ) = − 5 −2 + ( −3 ) = −5
Einföldum stæður með heiltölum
Nú þegar þið hafið sýnt samlagningu lítilla jákvæðra og neikvæðra heiltalna með líkani getið þið séð líkanið fyrir ykkur og einfaldað stæður með hvaða heiltölum sem er.
Ef þið viljið til dæmis leggja saman þurfið þið ekki að telja upp bláar talningarskífur og rauðar talningarskífur.
Sjáið fyrir ykkur bláar talningarskífur með rauðar talningarskífur í röð fyrir neðan. Þar sem neikvæðu talningarskífurnar væru fleiri en þær jákvæðu yrði summan neikvæð. Vegna þess að eru neikvæðu talningarskífurnar fleiri.
Prófum annað dæmi. Við leggjum saman Sjáið fyrir ykkur rauðar talningarskífur og síðan rauðar talningarskífur í viðbót, þannig að þær verða alls . Þetta merkir að summan er
Þegar formerkin eru eins væru allar talningarskífurnar í sama lit og því leggjum við tölurnar saman.
− 5 + 3 −5 + 3
5 + ( − 3 ) 5 + ( −3 )
ólík formerki, fleiri neikvæðar talningarskífur
ólík formerki, fleiri jákvæðar talningarskífur
Summan neikvæð
summan jákvæð
Þegar formerkin eru ólík mynda sumar talningarskífurnar núllpör. Dragið tölurnar frá til að finna hve margar skífur eru eftir.
Dæmi 3.19
Einfaldið:
ⓐ 19 +(−47)
ⓑ −32 +40
Lausn
ⓐ Þar sem formerkin eru ólík drögum við frá Svarið verður neikvætt vegna þess að neikvæðu talningarskífurnar eru fleiri en þær jákvæðu.
ⓑ Formerkin eru ólík og því drögum við frá Svarið verður jákvætt vegna þess að jákvæðu talningarskífurnar eru fleiri en þær neikvæðu.
Dæmi 3.20
Simplify: −14+(−36).
Lausn
Þar sem formerkin eru eins leggjum við saman. Svarið verður neikvætt vegna þess að talningarskífurnar eru allar neikvæðar.
Aðferðirnar sem við höfum notað hingað til ná einnig til flóknari stæða. Munið að fylgja forgangsröð reikniaðgerða.
Dæmi 3.21
Einfaldið:
Lausn
− 5 + 3 ( − 2 + 7 ) −5 + 3 ( −2 + 7 )
Einfaldið innan sviganna.
− 5 + 3 ( 5 ) −5 + 3 ( 5 )
Margfaldið.
− 5 + 1 5 −5 + 15
Leggið saman frá vinstri til hægri.
1 0 10
Finnum gildi stæða með breytum og heiltölum
Munið að til að finna gildi stæðu setjum við tölu inn fyrir breytuna í stæðunni. Nú getum við notað bæði neikvæðar og jákvæðar tölur þegar við finnum gildi stæða.
Dæmi 3.22
Finnið gildi
ⓐ 𝑥 =−2
ⓑ 𝑥 =−11.
Lausn
ⓐ Finnið gildi x + 7 þegar x = −2
Einfaldið.
ⓑ Finnið gildi x + 7 þegar x = −11
Einfaldið.
Dæmi 3.23
Þegar skuluð þið finna gildi
ⓐ 𝑛 +1
ⓑ −𝑛 +1.
Lausn
ⓐ Finnið gildi n + 1 þegar n = −5
Einfaldið.
ⓑ Finnið gildi − n + 1 þegar n = −5
Einfaldið.
Leggið saman.
Næst finnum við gildi stæðu með tveimur breytum.
Dæmi 3.24
Finnið gildi þegar og
Lausn
Margfaldið.
Leggið saman.
Dæmi 3.25
Finnið gildi þegar og
Lausn
Þessi stæða hefur tvær breytur. Setjið inn fyrir og inn fyrir
( 𝑥 + 𝑦 ) 2 ( x + y ) 2
( − 1 8 + 2 4 ) 2 ( −18 + 24 ) 2
Leggið saman innan sviganna.
( 6 ) 2 ( 6 ) 2
Einfaldið
3 6 36
Þýðum orðalag yfir á algebrustæður
Allt sem við höfum áður lært um að þýða orðalag yfir á algebrustæður á einnig við um stæður sem innihalda bæði jákvæðar og neikvæðar tölur. Munið að orðið summa gefur til kynna samlagningu.
Dæmi 3.26
Þýðið og einfaldið: summu og
Lausn
Summa −9 og 5 gefur til kynna samlagningu.
summa −9 og 5
Þýðið.
− 9 + 5 −9 + 5
Einfaldið.
− 4 −4
Dæmi 3.27
Þýðið og einfaldið: summu og aukna um
Lausn
Orðalagið aukið um gefur til kynna samlagningu.
Summa 8 og −12 , aukin um 3
Þýðið.
[ 8 + ( − 1 2 ) ] + 3 [ 8 + ( −12 ) ] + 3
Einfaldið.
− 4 + 3 −4 + 3
Leggið saman.
− 1 −1
Leggjum saman heiltölur í hagnýtum dæmum
Rifjið upp að við höfum kynnst aðstæðum úr daglegu lífi þar sem jákvæðar og neikvæðar tölur eru notaðar, svo sem hitastigi, bankaviðskiptum og íþróttum. Skuld upp á mætti til dæmis tákna sem . Æfum okkur að þýða og leysa nokkur hagnýt dæmi.
Auðvelt er að leysa hagnýt verkefni ef við fylgjum áætlun. Fyrst ákveðum við hvað á að finna. Síðan skrifum við orðalag sem gefur þær upplýsingar sem þarf. Við þýðum orðalagið yfir á stærðfræðirithátt og einföldum til að fá svarið. Að lokum skrifum við setningu sem svarar spurningunni.
Dæmi 3.28
Morgun einn var hitastigið í Buffalo í New York-fylki undir núlli á Fahrenheit-kvarða. Fyrir hádegi hafði hlýnað um Hvert var hitastigið á hádegi?
Lausn
Við eigum að finna hitastigið á hádegi.
Skrifið orðalag fyrir hitastigið.
Hitastigið hækkaði um 12 gráður frá 7 gráðum undir núlli.
Þýðið yfir á stærðfræðirithátt.
−7 + 12
Einfaldið.
5
Skrifið setningu sem svarar spurningunni.
Hitastigið á hádegi var 5 gráður á Fahrenheit-kvarða.
Dæmi 3.29
Fótboltalið fékk boltann á eigin Í næstu þremur leikjum tapaði liðið vann og tapaði síðan Á hvaða jardalínu var boltinn eftir þessa þrjá leiki?
Lausn
Við eigum að finna á hvaða jardalínu boltinn var eftir þrjá leiki.
Skrifið orðalag fyrir staðsetningu boltans.
Byrjið á 42, tapið síðan 6, vinnið 4 og tapið 8.
Þýðið yfir á stærðfræðirithátt.
42 − 6 + 4 − 8
Einfaldið.
32
Skrifið setningu sem svarar spurningunni.
Eftir leikina þrjá er boltinn á 32 jarda línunni.
Æfingar hluta 3.2
Æfingin skapar meistarann
Samlagning heiltalna sýnd með líkani
Í eftirfarandi æfingum skuluð þið sýna stæðuna með líkani og einfalda hana.
63.
7+4
64.
8+5
65.
−6+(−3)
66.
−5+(−5)
67.
−7+5
68.
−9+6
69.
8+(−7)
70.
9+(−4)
Einföldun stæða með heiltölum
Einfaldið hverja stæðu í eftirfarandi verkefnum.
71.
−21+(−59)
72.
−35+(−47)
73.
48+(−16)
74.
34+(−19)
75.
−200+65
76.
−150+45
77.
2+(−8)+6
78.
4+(−9)+7
79.
−14+(−12)+4
80.
−17+(−18)+6
81.
135+(−110)+83
82.
140+(−75)+67
83.
−32+24+(−6)+10
84.
−38+27+(−8)+12
85.
19+2(−3+8)
86.
24+3(−5+9)
Að finna gildi stæða með breytum og heiltölum
Finnið gildi hverrar stæðu í eftirfarandi verkefnum.
87.
þegar
ⓐ 𝑥 =−26
ⓑ 𝑥 =−95
88.
þegar
ⓐ 𝑦 =−29
ⓑ 𝑦 =−84
89.
þegar
ⓐ 𝑦 =−33
ⓑ 𝑦 =30
90.
þegar
ⓐ 𝑥 =−27
ⓑ 𝑥 =44
91.
Þegar skuluð þið finna gildi:
ⓐ 𝑎 +3
ⓑ −𝑎 +3
92.
Þegar skuluð þið finna gildi:
ⓐ 𝑏 +6
ⓑ −𝑏 +6
93.
Þegar skuluð þið finna gildi:
ⓐ 𝑐 +(−4)
ⓑ −𝑐 +(−4)
94.
Þegar skuluð þið finna gildi:
ⓐ 𝑑 +(−9)
ⓑ −𝑑 +(−9)
95.
þegar, ,
96.
þegar, ,
97.
þegar, ,
98.
þegar, ,
99.
þegar, ,
100.
þegar, ,
101.
þegar, ,
102.
þegar, ,
Orðalag þýtt yfir á algebrustæður
Í eftirfarandi æfingum skuluð þið þýða hvert orðalag yfir á algebrustæðu og einfalda hana síðan.
103.
Summa og
104.
Summa og
105.
meira en
106.
meira en
107.
lagt við
108.
lagt við
109.
meira en summa og
110.
meira en summa og
111.
summa og aukin um
112.
summa og aukin um
Samlagning heiltalna í hagnýtum dæmum
Leysið eftirfarandi verkefni.
113.
Hitastig Við sólarupprás var hitastigið í St. Paul í Minnesota . Fyrir hádegi hafði hitastigið hækkað um Hvert var hitastigið á hádegi?
114.
Hitastig Klukkan 6 að morgni var hitastigið í Chicago . Síðdegis hafði hitastigið hækkað um Hvert var hitastigið síðdegis?
115.
Kreditkort Lupe skuldar á kreditkortinu sínu. Síðan notar hún kortið fyrir til viðbótar. Hver er ný skuldastaða hennar?
116.
Kreditkort Frank skuldar á kreditkortinu sínu. Síðan notar hann kortið fyrir til viðbótar. Hver er ný skuldastaða hans?
117.
Amerískur fótbolti Lið tapaði í fyrsta leiknum. Síðan tapaði liðið vann og tapaði að lokum Hver var heildarbreytingin á jardafjölda í leikjunum fjórum?
118.
Spil April tapaði í fyrstu umferðinni. Í næstu þremur umferðum tapaði hún vann og tapaði síðan Hver var breytingin á spilafjölda hennar í umferðunum fjórum?
119.
Amerískur fótbolti Rams-liðið fékk boltann á eigin Í næstu þremur leikjum tapaði liðið vann og tapaði síðan Á hvaða jardalínu var boltinn eftir þessa þrjá leiki?
120.
Amerískur fótbolti Cowboys-liðið byrjaði með boltann á eigin Í næstu þremur leikjum vann liðið tapaði og vann síðan . Hvar var boltinn eftir þessa leiki?
121.
Köfun Kafari sem synti undir yfirborðinu kafaði dýpra. Þrýstingurinn varð of mikill og kafarinn synti fimm fet upp. Hvert er nýtt dýpi kafarans?
122.
Bensínnotkun: Ozzie ók mótorhjóli í og notaði Síðan stoppaði Ozzie og bætti við Táknið breytinguna á bensínmagni með heiltölu.
Stærðfræði daglegs lífs
123.
Hlutabréfamarkaður Vikan sem hófst 15. september 2008 var ein sveiflukenndasta vika í sögu bandaríska hlutabréfamarkaðarins. Breyting Dow Jones Industrial Average-vísitölunnar hvern dag var: