1. Zbiory na osi liczbowej
Rozważmy następującą zagadkę.
Cała rodzina Kazika mieszka w domach położonych przy jednej prostej ulicy. Wiadomo, że od domu Kazika do domu babci Jadzi jest , a do cioci Celiny – są .
Jaka jest odległość od domu cioci Celiny do domu babci Jadzi?
Po chwili zastanowienia zauważamy, że możliwe są dwie sytuacje:
jeśli domy cioci i babci znajdują się po tej samej stronie domu Kazika, to od domu cioci do domu babci jest tylko ,
jeśli domy cioci i babci znajdują się po przeciwnych stronach domu Kazika, to od domu cioci do domu babci jest aż .
Okazuje się, że dobrym narzędziem do ilustracji tego typu sytuacji jest oś liczbowa.
Sytuacja 1.

Sytuacja 2.

Położenie punktu na osi liczbowej
Przypomnijmy określenie osi liczbowej.
Osią liczbową nazywamy prostą, na której zaznaczamy: zwrot (strzałkę, która wskazuje, w którą stronę liczby się zwiększają), liczby oraz .

Punkty i wyznaczają końce odcinka, który nazywamy jednostką osi liczbowej, a jego długość jest równa .
Oś liczbowa to tak naprawdę prosta przypominająca poziomo ułożoną linijkę.
Przykładem osi liczbowej jest:

Nasza oś liczbowa zaczyna się od współrzędnej . Zaznaczono na niej odcinek jednostkowy, który można zdefiniować jako odległość między dwoma jednostkami na osi liczbowej. Długość odcinka jednostkowego można wybrać dowolnie, w zależności od potrzeb i zadania.
Ponadto na osi zaznaczona jest strzałka skierowana w prawą stronę. Oznacza to, że z dwóch wybranych liczb większa jest ta, która leży bardziej na prawo.
Odczytamy współrzędną punktu na osi liczbowej.

Punkt ma współrzędną .
Odczytamy współrzędną punktu na osi liczbowej.

Zauważmy, że odcinek jednostkowy na tej osi ma długość , więc punkt ma współrzędną .
Odczytamy współrzędną punktu na osi liczbowej.

Obliczymy najpierw długość odcinka jednostkowego na tej osi liczbowej. Zauważmy, że między liczbami oraz są cztery odcinki jednostkowe. Otrzymujemy zatem, że jeden odcinek jednostkowy ma długość . Między punktami oraz znajduje się siedem odcinków jednostkowych, więc punkt ma współrzędną .
Przykładami urządzeń codziennego użytku zawierającymi w sobie oś liczbową są termometr oraz linijka.


Na osi liczbowej możemy zaznaczać nie tylko pojedyncze liczby, ale też zbiory liczb, spełniających określone warunki.
W zależności od warunku, jaki spełniają liczby na osi liczbowej, możemy wyróżnić kilka różnych przypadków.
Zaznaczymy na osi liczbowej zbiór liczb spełniających warunek:
Zapis oznacza, że jest liczbą większą od . Zatem na osi liczbowej mamy zaznaczyć wszystkie liczby, które są większe od liczby . Rysujemy oś liczbową i zaznaczamy na niej liczbę .

Liczby większe od leżą na osi liczbowej na prawo od tej liczby.

Pusta kropka przy liczbie oznacza, że ta liczba nie należy do omawianego zbioru liczb.
Zapis oznacza, że jest liczbą większą lub równą . Zatem na osi liczbowej mamy zaznaczyć liczby, które są większe lub równe liczbie . Rysujemy oś liczbową i zaznaczamy na niej liczbę .

Liczby większe od leżą na osi liczbowej na prawo od tej liczby.

Zamalowana kropka przy liczbie oznacza, że ta liczba należy do omawianego zbioru liczb.
Zapis oznacza, że jest liczbą mniejszą od . Zatem na osi liczbowej mamy zaznaczyć liczby, które są mniejsze od liczby . Rysujemy oś liczbową i zaznaczamy na niej liczbę .

Liczby mniejsze od leżą na osi liczbowej na lewo od tej liczby.

Pusta kropka przy liczbie oznacza, że ta liczba nie należy do omawianego zbioru.
Zapis oznacza, że jest liczbą mniejszą lub równą . Zatem na osi liczbowej mamy zaznaczyć liczby, które są mniejsze lub równe liczbie . Rysujemy oś liczbową i zaznaczamy na niej liczbę .

Liczby mniejsze od leżą na osi liczbowej na lewo od tej liczby.

Zamalowana kropka przy liczbie oznacza, że ta liczba należy do omawianego zbioru.
Zaznaczymy na osi liczbowej zbiór liczb spełniających warunek , a następnie podamy wszystkie liczby naturalne, które spełniają podany warunek.
Rozwiązanie:
Zapis oznacza, że jest liczbą mniejszą lub równą . Zatem na osi liczbowej mamy zaznaczyć liczby, które są mniejsze lub równe liczbie . Rysujemy oś liczbową i zaznaczamy na niej liczbę , a następnie liczby mniejsze od , które leżą na osi liczbowej na lewo od tej liczby.

Zatem liczby naturalne, które spełniają podany warunek to: , , , , .
Zapiszemy warunek, jaki spełniają liczby zaznaczone na osi liczbowej:


Rozwiązanie:
Zbiór liczb zaznaczony na osi liczbowej jest opisany za pomocą warunku .
Zbiór liczb zaznaczony na osi liczbowej jest opisany za pomocą warunku .
Zaznaczymy na osi liczbowej wszystkie liczby:
nie mniejsze niż ,
ujemne.
Rozwiązanie:
Liczby, które są nie mniejsze niż , to takie liczby , które spełniają warunek .
Wobec tego, zbiór liczb spełniających warunek przedstawia się na osi liczbowej następująco:

Liczby, które są ujemne, to takie liczby , które spełniają warunek .
Wobec tego, zbiór liczb spełniających warunek przedstawia się na osi liczbowej następująco:

Zaznaczymy na osi liczbowej wszystkie liczby, które spełniają jednocześnie podane warunki, a następnie wymienimy liczby całkowite, które spełniają te warunki.
wszystkie liczby mniejsze od i większe od ,
wszystkie liczby nie mniejsze niż i nie większe niż .
Rozwiązanie:
Liczby, które są mniejsze od i większe od , to takie liczby , które spełniają warunki: oraz .
Zatem:

Liczby całkowite, które spełniają podane warunki to: .
Liczby, które są nie mniejsze niż i nie większe niż , to takie liczby , które spełniają warunki oraz .

Liczby całkowite, które spełniają podane warunki to: .
Mając dane punkty na osi liczbowej, które odpowiadają wartościom liczb, możemy obliczać odległości pomiędzy tymi punktami.
Wyznaczymy zbiór liczb całkowitych, których odległość na osi liczbowej od liczby jest nie większa niż .
Rozwiązanie:
Narysujmy oś liczbową i zaznaczmy na niej liczbę .
Zauważmy, że liczby , których odległość od liczby jest nie większa niż spełniają warunki: oraz .
Omawiany zbiór liczb przedstawia się następująco na osi liczbowej:

Liczby całkowite, które spełniają podany warunek to: , , , , , , , , , , .
Załóżmy, że pewien zbiór liczb jest określony za pomocą warunków oraz , gdzie jest pewną liczbą całkowitą. Wyznaczymy, ile liczb całkowitych należy do zbioru liczb, który jest określony za pomocą tych warunków jednocześnie.
Rozwiązanie:
Zauważmy, że jeśli jest pewną liczbą całkowitą, to .
Najmniejszą liczbą całkowitą, która należy do podanego zbioru jest , a największą .
Pomiędzy tymi liczbami znajdują się jeszcze liczby całkowite: , , .
Zatem jest liczb całkowitych, które spełniają oba warunki jednocześnie.
Animacja
Zapoznaj się z animacją dotyczącą zaznaczania na osi liczb spełniających podane warunki, a następnie wykonaj polecenia.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1SDAkLG425O9
Film nawiązujący do treści materiału
Zapisz warunek, jaki spełniają liczby zaznaczone na osi liczbowej, a następnie określ najmniejszą i największą liczbę całkowitą należącą do tego zbioru.




Na osi liczbowej zaznaczono warunek . Ile liczb naturalnych go spełnia? 1. , 2. , 3. , 4. zamalowanym, 5. , 6. niezamalowanym.
Na osi liczbowej zaznaczono warunek . Oznacza to, ze liczbę oznaczono 1. , 2. , 3. , 4. zamalowanym, 5. , 6. niezamalowanym kółeczkiem na osi liczbowej.
Do zbioru liczb określonego za pomocą warunku należy 1. , 2. , 3. , 4. , 5. , 6. , 7. , 8. liczb naturalnych.
Do zbioru liczb określonego jednocześnie za pomocą warunków oraz należą 1. , 2. , 3. , 4. , 5. , 6. , 7. , 8. liczby naturalne.
Do zbioru liczb określonego za pomocą warunku należy 1. , 2. , 3. , 4. , 5. , 6. , 7. , 8. liczb naturalnych.
Do zbioru liczb określonego jednocześnie za pomocą warunków oraz należą 1. , 2. , 3. , 4. , 5. , 6. , 7. , 8. liczby naturalne.
Zaznacz na osi liczbowej zbiór wszystkich liczb, które spełniają jednocześnie warunki: oraz , a następnie podaj:
wszystkie liczby naturalne, które spełniają jednocześnie podane warunki,
wszystkie liczby całkowite, które spełniają jednocześnie podane warunki.
Na osi liczbowej przedstawiono liczby opisane za pomocą pewnego warunku.

Podaj:
liczby przeciwne do wszystkich liczb naturalnych, które należą do tego zbioru,
liczby odwrotne do pięciu największych liczb całkowitych ujemnych, które należą do tego zbioru.
Notatnik
Możesz skorzystać z poniższego pola tekstowego do zapisania swoich notatek, rozwiązań zadań i innych informacji, które uważasz za potrzebne.
