Вычисление числового выражения
Чтобы вычислить числовое выражение, нужно выполнить действия в правильном порядке и аккуратно сохранить знаки чисел. Алгоритм особенно важен, когда в выражении встречаются порядок действий, дроби, степени и несколько видов скобок.
Что называют числовым выражением
Числовое выражение состоит из чисел, знаков действий и скобок. Его значение получают после выполнения всех указанных действий. Например, \(3+5\cdot 2\) — числовое выражение, а его значение равно \(13\), потому что умножение выполняется раньше сложения.
Значение числового выражения — число, которое получается после выполнения всех действий в выражении.
Действия выполняют так: 1) в скобках; 2) степени и корни; 3) умножение и деление слева направо; 4) сложение и вычитание слева направо. Действия одного уровня выполняются в порядке их записи.
Перед началом решения полезно определить структуру выражения: найти внешние скобки, степени, дробные черты и знаки перед числами. Дробная черта группирует весь числитель и весь знаменатель, поэтому вычисление выражений с дробями требует такого же внимания к скобкам, как и обычная запись.
Основной алгоритм вычисления
- Разберите выражение на части и отметьте скобки, степени, умножение, деление, сложение и вычитание.
- Вычислите самые внутренние скобки. Если скобки вложены, начинайте с внутренних.
- Выполните степени. Помните: сначала находят значение степени, затем выполняют умножение или деление.
- Выполните умножение и деление слева направо.
- Выполните сложение и вычитание слева направо.
- Проверьте знак, порядок действий и разумность результата.
При действиях с дробями применяйте правила действий с рациональными числами. Для сложения и вычитания дробей сначала приводят их к общему знаменателю. При умножении перемножают числители и знаменатели, а при делении умножают первую дробь на обратную.
Если в выражении есть корни или модуль, их вычисляют на соответствующем этапе: корень относится к выражениям с квадратными корнями, а модуль — к выражениям с модулем. В простых числовых примерах сначала замените корень или модуль известным числом, затем продолжайте вычисление по общему алгоритму.
В каком порядке нужно вычислять выражение \(18-2\cdot(3+4)\)?
Знаки и скобки
Знак «минус» может быть знаком действия или знаком отрицательного числа. В записи \(7-(-3)\) первое тире означает вычитание, а \(-3\) — отрицательное число. Поэтому вычитание отрицательного числа заменяется сложением: \(7-(-3)=7+3=10\).
Если перед скобками стоит плюс, скобки можно убрать без изменения знаков: \(a+(b-c)=a+b-c\). Если перед скобками стоит минус, знаки всех слагаемых внутри меняются: \(a-(b-c)=a-b+c\).
При умножении числа на скобки умножьте его на каждый член внутри: \(k(a+b)=ka+kb\). Если множитель отрицательный, знак каждого получившегося произведения учитывается отдельно.
Степень относится только к тому объекту, который указан рядом с её основанием. Сравните \(-2^2\) и \((-2)^2\): в первом случае сначала вычисляют \(2^2\), затем ставят минус, поэтому результат \(-4\); во втором случае в степень возводится всё отрицательное число, и результат \(4\). Свойства степеней собраны на странице свойства степеней.
Не выполняйте действия только слева направо. Нельзя считать \(6+2\cdot5\) как \((6+2)\cdot5\). Не теряйте минус перед скобками. Не путайте \(-3^2\) и \((-3)^2\). В дроби не сокращайте слагаемые: сокращать можно только множители числителя и знаменателя.
Разобранный пример
Вычислим выражение экзаменационного типа:
Сначала вычислим разность дробей в скобках, затем умножение и степень, а в конце сложим полученные числа.
Проверка: разность \(\frac34-\frac56\) немного меньше нуля, а умножение на \(-12\) даёт число около \(1\). После прибавления \(8\) результат около \(9\), что согласуется с вычислением.
Как записывать решение и проверять ответ
Записывайте преобразования построчно: одна строка — одно или несколько действий одного приоритета. Не смешивайте в одной строке слишком много операций. Если возможно, сокращайте дробь после каждого подходящего шага, но только по множителям.
- Все ли скобки вычислены от внутренних к внешним?
- Выполнены ли степени до умножения и деления?
- Соблюдён ли порядок действий слева направо для операций одного уровня?
- Правильно ли раскрыты скобки с плюсом и минусом?
- Сокращены ли дроби и проверены ли знаки результата?
Если выражение содержит дробь и целое число, запишите целое число со знаменателем \(1\). Например, \(3=\frac31\). Так легче привести слагаемые к общему знаменателю и не ошибиться.
Не путайте вычисление выражения с решением уравнения: здесь требуется получить одно число, а не найти неизвестную. Для повторения базовых правил сначала прочитайте страницы числовое выражение и скобки в выражении. При делении с остатком полезен отдельный алгоритм деления с остатком, но в обычном вычислении дробный результат сохраняют точно, а не заменяют остатком.
Быстрая проверка
Проверьте алгоритм
Главное
- Сначала выполняйте скобки, затем степени, умножение и деление, после этого сложение и вычитание.
- Операции одного уровня выполняются слева направо.
- Минус перед скобками меняет знаки всех слагаемых внутри.
- Учитывайте скобки при возведении отрицательного числа в степень.
- При действиях с дробями приводите к общему знаменателю и сокращайте только множители.
- После решения проверьте знаки, порядок действий и примерную величину ответа.