Задачник-практикум по математике. Книга 1. Часть I–II
.pdfДепартамент образования города Москвы Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский городской педагогический университет» (ГБОУ ВПО МГПУ)
Институт педагогики и психологии образования
Кафедра естественнонаучных дисциплин и методики их преподавания в начальной школе
Л.П. Стойлова
ЗАДАЧНИК-ПРАКТИКУМ ПО МАТЕМАТИКЕ
Книга 1
Часть I–II
Москва
2012
УДК |
510.6 |
ББК |
22.122я73 |
|
С 81 |
Печатается по решению Редакционно-издательского совета ГБОУ ВПО МГПУ
Авторы
кандидат педагогических наук, профессор Л.П. Стойлова
Рецензенты:
кандидат педагогических наук, доцент Н.Н. Лаврова, кандидат физико-математических наук, доцент В.В. Рыбаков
Стойлова Л. П.
С81 Задачник-практикум по математике. – Кн. 1. –
Ч. I–II. – М.: МГПУ, 2012. – 148 с.
Пособие является первой книгой задачника-практикума по математике, состоящего из 4-х частей. Книга 1 представлена двумя частями — «Логические основы математики» и «Соответствия, отношения, операции. Задача и процесс ее решения».
Пособие предназначенного для студентов, обучающихся в условиях бакалавриата по направлению «Педагогическое образование» (профиль «Начальное образование»).
В качестве приложения пособие содержит программу учебной дисциплины «Математика», в соответствии с которой написан данный задачник-практикум.
©Л.П. Стойлова, 2012
©ГБОУ ВПО МГПУ, 2012
СОДЕРЖАНИЕ |
|
ВВЕДЕНИЕ................................................................................... |
6 |
Часть I. Логические основы математики....... |
8 |
Глава 1. Множества и операции над ними.............................. |
8 |
1.1. Способы задания множеств. Отношения |
|
между множествами............................................................. |
8 |
1.2. Операции над множествами (пересечение, |
|
объединение, разность)........................................................ |
14 |
1.3. Число элементов в объединении и разности |
|
конечных множеств.............................................................. |
17 |
1.4. Разбиение множества на классы....................................... |
19 |
1.5. Декартово произведение множеств.................................. |
22 |
1.6. Задания для самоконтроля................................................ |
24 |
Глава 2. Математические понятия........................................... |
27 |
2.1. Объем и содержание понятия. Отношения |
|
между понятиями................................................................. |
27 |
2.2. Виды определений понятий.............................................. |
29 |
2.3. Задания для самоконтроля................................................ |
32 |
Глава 3. Математические предложения.................................. |
34 |
3.1. Высказывания и высказывательные формы.................... |
34 |
3.2. Высказывания, содержащие кванторы............................. |
37 |
3.3.Отношения логического следования
иравносильности между высказывательными
формами................................................................................ |
39 |
3.4. Структура теоремы. Математические правила............... |
40 |
3.5. Задания для самоконтроля................................................ |
42 |
Глава 4. Математические доказательства.............................. |
45 |
4.1. Простейшие схемы дедуктивных умозаключений......... |
45 |
4.2. Способы математических доказательств......................... |
48 |
3
4.3. Неполная индукция и аналогия........................................ |
50 |
4.4. Задания для самоконтроля................................................ |
51 |
Часть II. Соответствия, отношения, |
|
операции. задача и процесс ее решения |
|
Глава 5. Соответствия между двумя множествами............... |
54 |
5.1. Способы задания соответствий. Виды |
|
соответствий......................................................................... |
54 |
5.2. Числовые функции. Прямая и обратная |
|
пропорциональности............................................................ |
56 |
5.3. Задания для самоконтроля................................................ |
59 |
Глава 6. Бинарные отношения на множестве........................ |
62 |
6.1. Свойства отношений.......................................................... |
62 |
6.2. Отношения эквивалентности и порядка.......................... |
64 |
6.3. Задания для самоконтроля................................................ |
67 |
Глава 7. Алгебраические операции на множестве................ |
71 |
7.1. Понятие алгебраической операции.................................. |
71 |
7.2. Свойства алгебраических операций................................. |
72 |
7.3. Задания для самоконтроля................................................ |
74 |
Глава 8. Выражения. Уравнения. Неравенства..................... |
77 |
8.1. Числовые выражения, равенства и неравенства............. |
77 |
8.2. Уравнения и неравенства с одной переменной............... |
80 |
8.3. Задания для самоконтроля................................................ |
83 |
Глава 9. Текстовые задачи......................................................... |
87 |
9.1. Методы и способы решения текстовых задач................. |
87 |
9.2. Основные этапы процесса решения текстовой |
|
задачи арифметическим методом....................................... |
91 |
9.3. Задачи «на части»............................................................... |
93 |
9.4. Задачи «на движение» и другие процессы...................... |
95 |
9.5. Задания для самоконтроля................................................ |
98 |
4
Глава 10. Комбинаторные и вероятностные задачи.............. |
103 |
10.1. Решение комбинаторных задач методом перебора....... |
103 |
10.2. Решение комбинаторных задач с использованием |
|
правил и формул комбинаторики........................................ |
105 |
10.3. Вероятность события и ее вычисление.......................... |
109 |
10.4. Задания для самоконтроля.............................................. |
117 |
Глава 11. Логические задачи...................................................... |
120 |
11.1. Задачи на установление взаимно-однозначного |
|
соответствия между множествами..................................... |
120 |
11.2. Задачи на доказательство, основанное |
|
на принципе Дирихле........................................................... |
124 |
11.3. Задачи про правдолюбов и шутников............................ |
126 |
11.4. Задачи на взвешивания, переливания |
|
и переправы........................................................................... |
127 |
11.5. Задания для самоконтроля.............................................. |
128 |
ОТВЕТЫ....................................................................................... |
132 |
ПРИЛОЖЕНИЕ........................................................................... |
135 |
5
ВВЕДеНИЕ
Задачник-практикум по математике предназначен для студентов, которые осваивают профессию учителя начальных классов. Онпризванпомочьимвизучениинаучныхосновначального курса математики. В процессе решения задач, включенных в пособие, студенты должны овладевать компетенциями, необходимымиимдляграмотногообученияматематикемладшихшкольников и их развития средствами математики.
Задания и задачи первой части задачника-практикума нацелены на развитие у студентов логической грамотности — умений, необходимых им для не только успешной работы с учащимися, но и для понимания особенностей математической науки, для усвоения таких понятий, как число, величина, геометрическая фигура.
Задачиизаданиявторойчастизадачника-практикумапомате- матике призваны помочь студентам усвоить такие понятия современной математики, как понятия соответствия между множест вами, бинарного отношения и операции, функции. Эти понятия являются основой, на которой строиться современная трактовка понятия числа и операций над числами — материала, составляющего содержание начального курса математики.
Важным для профессиональной деятельности учителя начальных классов является раздел: «Задача и процесс ее решения». Он содержит задачи, которые помогут студентам разобраться с особенностями процесса решения текстовых задач, видами таких задач, а также научиться решать комбинаторные, вероятностные и логические задачи.
Задания и задачи 1-й книги задачника разбиты на 11 глав, каждая из которых заканчивается пунктом «Задания для самоконтроля», в котором сформулированы требования к тем уме ниям студентов, которыми они должны овладеть, изучив материал главы. Кроме того, в этом пункте приведены задачи, с помощью которых студенты могут проверить овладели они необ-
6
ходимыми умениями или нет. Последняя задача пункта названа проектной, при ее решении студенты должны установить связи изученного материала главы с содержанием начального курса математики.
Предлагаемые в задачнике задания и задачи студенты могут выполнять как на аудиторных занятиях, так и работая самостоятельно.
7
Часть I
Логические основы математики
Глава 1. Множества и операции над ними
1.1. Способы задания множеств. Отношения между мно жествами
1.В математике рассматривают два способа задания множеств. Каковы они?
2.Разбейте нижеприведенные множества на классы по способу задания. Сколько классов у вас получилось?
А — множество четных натуральных чисел;
В = {0, 2, 4, 6, 8}; С = {3, 6, 9, 12, 15};
D — множество натуральных чисел, которые делятся на 3; Е — множество нечетных чисел, меньших 20;
К = {1, 3, 5, 7, 9};
L = {20, 21, 22, 23, 24, 25};
М— множество двузначных чисел, меньших 50.
3.Какие множества из упражнения 2 вы можете задать, перечислив их элементы?
4.Можете ли вы сформулировать характеристическое свойство множества S, если
а) S = {0, 5, 10, 15, 20, 25}; б) S = {+, –, ·, :};
в) S = {2, 5, 8, 11, 14, 17, 20}?
5.Разбейте на три класса — конечные, бесконечные и пустое — нижеприведенные множества:
А — множество букв латинского алфавита; В –— множество месяцев в году; С — множество точек на отрезке;
D — множество треугольников;
Е—множествоточекпересеченияперпендикулярныхпрямых; К — множество точек пересечения параллельных прямых;
8
L — множество вершин у прямоугольника; М — множество целых чисел.
6.Множества А и В называют равными, если они состоят из одних и тех же элементов.
Множество А называют подмножеством множества В, если каждый элемент, принадлежащий множеству А, принадлежит и множеству В.
Используя данные определения, докажите, что: а) А А; б) А = В, если и только если А В и В А.
7.Как записать, используя символы, следующие предложения: а) Множество М является подмножеством множества Р; б) Множество К не является подмножеством множества Р; в) Множества Р и Т равны;
г) Множества Х и Y не равны.
8.Отношениямеждумножестваминаглядноможнопредставлять при помощи особых чертежей, называемых кругами Эйлера.
Установите соответствие между графическим и словесным заданием отношения между множествами:
•АиВпересекаются
•А включается в В
9
• А — подмножество В
• АиВнепересекаются
• А равно В
• В — подмножество А
9.Заданы два множества: А = {x, y, z, t, p} и B = {x, y, z}. Вер-
но ли, что В А? Как можно изобразить данные множества А и В
спомощью кругов Эйлера?
10.Задано множество А = {x, y, z, t, p}. Каким может быть множество В, чтобы оно не было подмножеством А? Изобразите множества А и В при помощи кругов Эйлера. Рассмотрите различные случаи.
10
