Dział MAT.1.1Zbiory liczbowe — od liczb naturalnych do rzeczywistych

Zbiory liczbowe — od liczb naturalnych do rzeczywistych

Klasa 1PodstawaMapa liczb rzeczywistych

Zbiory liczbowe to mapa: pokazuje, gdzie dana liczba „mieszka” i jakie działania możesz na niej bezpiecznie wykonywać. Najważniejsze jest rozróżnienie: liczby naturalne, całkowite, wymierne, niewymierne i rzeczywiste.

⏱ ~25 min
Zbiory liczbowe — od liczb naturalnych do rzeczywistych

Po co Ci ten temat?

Bo prawie każde zadanie z matematyki zakłada, że rozumiesz, jakiego typu liczby masz przed sobą. Na sprawdzianie albo maturze dostaniesz pytania typu:

  • „Do jakiego zbioru należy liczba?"
  • „Czy ta liczba jest wymierna?"
  • „Zapisz rozwiązanie w zbiorze liczb rzeczywistych"
  • „Wskaż liczbę niewymierną"

Jeśli mylisz zbiory liczbowe, tracisz punkty w bardzo prostych zadaniach.

Słownictwo

Najważniejsza idea w prostych słowach

Mamy pięć podstawowych zbiorów liczbowych. Najpierw ustalmy konwencję (w NexTutor zero jest liczbą naturalną):

N={0,1,2,3,},N+={1,2,3,}\mathbb{N}=\{0,1,2,3,\ldots\}, \qquad \mathbb{N}_+=\{1,2,3,\ldots\}
ZbiórCo zawieraPrzykłady
N\mathbb{N}liczby naturalne0, 1, 2, 3, 0,\ 1,\ 2,\ 3,\ \ldots
Z\mathbb{Z}liczby całkowite, 2, 1, 0, 1, 2, \ldots,\ -2,\ -1,\ 0,\ 1,\ 2,\ \ldots
Q\mathbb{Q}liczby wymierne12, 7, 0,25, 0,(3)\tfrac{1}{2},\ -7,\ 0{,}25,\ 0{,}(3)
RQ\mathbb{R}\setminus\mathbb{Q}liczby niewymierne2, 3, π\sqrt{2},\ \sqrt{3},\ \pi
R\mathbb{R}liczby rzeczywistewszystkie wymierne i niewymierne

Zbiory układają się warstwami — każdy następny zawiera poprzedni:

NZQR\mathbb{N}\subset\mathbb{Z}\subset\mathbb{Q}\subset\mathbb{R}

Liczby niewymierne też należą do R\mathbb{R}, ale nie należą do Q\mathbb{Q} — dlatego zapisujemy je jako RQ\mathbb{R}\setminus\mathbb{Q}. Krótko:

R=Q(RQ)\mathbb{R}=\mathbb{Q}\cup(\mathbb{R}\setminus\mathbb{Q})

Test wymierności (rozwinięcie dziesiętne). Liczba jest wymierna, gdy jej rozwinięcie dziesiętne jest skończone albo okresowe; jest niewymierna, gdy rozwinięcie jest nieskończone i nieokresowe.

Infografika

Jak rozpoznać typ liczby?

klasyfikuj po kolei, od najmniejszego zbioru

1

Najpierw uprość

policz pierwiastki i skróć ułamki: √9=3 • 4/2=2 — dopiero potem klasyfikuj

2

Czy całkowita?

tak i ≥0 → naturalna (N); tak i <0 → całkowita (Z)

3

Da się zapisać jako a/b?

tak • rozwinięcie skończone lub okresowe → wymierna (Q)

4

Rozwinięcie nieskończone i nieokresowe?

np. √2 • π → niewymierna (R\Q) • ale wciąż rzeczywista (R)

Pamiętaj: Pierwiastek nie zawsze oznacza liczbę niewymierną: √9=3 jest naturalna. Najpierw uprość, potem klasyfikuj.

Algorytm rozwiązywania zadań krok po kroku

1. Najpierw uprość liczbę (policz pierwiastki i skróć ułamki): np.

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Przykład

Przykład rozwiązany

Zadanie: określ najmniejszy zbiór liczbowy, do którego należy liczba. Liczba Rozumowanie Najmniejszy zbiór --- --- --- 7 dodatnia liczba całkowita \mathbb{N} -4 całkowita, ale nie naturalna \mathbb{Z} \tfrac{3}{5} ułamek dwóch liczb cał…

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Typowe pułapki i błędy

- Pierwiastek ≠ zawsze niewymierna. \sqrt{9}=3\in\mathbb{N} oraz \sqrt{16}=4\in\mathbb{N} ; dopiero \sqrt{2},\sqrt{3},\sqrt{5} są niewymierne.

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Jak to wygląda na maturze?

Na maturze raczej nie dostaniesz długiej teorii o zbiorach — dostaniesz krótkie zadanie sprawdzające, czy szybko rozpoznajesz typ liczby. Typowe polecenia: wskaż liczbę niewymierną; oceń prawdziwość zdań o liczbach; uporządkuj liczby na…

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Kluczowe pojęcia

Liczby naturalne

Liczby używane do liczenia, w szkolnej konwencji NexTutor: 0, 1, 2, 3 i dalej.

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Materiały ZPE

3 materiały
Źródła:MEN Podstawa programowa 2018: Matematyka PPCKE Informator maturalny: matematyka PPCKE arkusze maturalne — matematyka PPZPE: Matematyka