RsLSCI4LllC1V
Ilustracja przedstawia drewnianą linijkę o długości trzydziestu centymetrów.

Układ współrzędnych

Źródło: dostępny w internecie: Obraz TPHeinz z Pixabay.

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 1,5 km, a do cioci Celiny – są 2 km.
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 0,5 km,

  • jeśli domy cioci i babci znajdują się po przeciwnych stronach domu Kazika, to od domu cioci do domu babci jest aż 3,5 km.

Okazuje się, że dobrym narzędziem do ilustracji tego typu sytuacji jest oś liczbowa.

Sytuacja 1.

R1Zqs4HEG7Fmq

Sytuacja 2.

R6XHPM8g5wSaF
2

Położenie punktu na osi liczbowej

Przypomnijmy określenie osi liczbowej.

oś liczbowa
Definicja: oś liczbowa

Osią liczbową nazywamy prostą, na której zaznaczamy: zwrot (strzałkę, która wskazuje, w którą stronę liczby się zwiększają), liczby 0 oraz 1.

RZdh2SHy5Q2rL
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Punkty 01 wyznaczają końce odcinka, który nazywamy jednostką osi liczbowej, a jego długość jest równa 1.

Oś liczbowa to tak naprawdę prosta przypominająca poziomo ułożoną linijkę.

Przykładem osi liczbowej jest:

R1LUYPSA4hhuH
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Nasza oś liczbowa zaczyna się od współrzędnej 0. 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.

Przykład 1

Odczytamy współrzędną punktu A na osi liczbowej.

Rs9zVXhrfGJfH
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Punkt A ma współrzędną A=4.

Przykład 2

Odczytamy współrzędną punktu B na osi liczbowej.

R1cckdMxaQ6YN
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Zauważmy, że odcinek jednostkowy na tej osi ma długość 10, więc punkt B ma współrzędną B=30.

Przykład 3

Odczytamy współrzędną punktu C na osi liczbowej.

ROCMI3hcAfbEd
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Obliczymy najpierw długość odcinka jednostkowego na tej osi liczbowej. Zauważmy, że między liczbami 0 oraz 16 są cztery odcinki jednostkowe. Otrzymujemy zatem, że jeden odcinek jednostkowy ma długość 16:4=4. Między punktami 0 oraz C znajduje się siedem odcinków jednostkowych, więc punkt C ma współrzędną C=7·4=28.

Ciekawostka

Przykładami urządzeń codziennego użytku zawierającymi w sobie oś liczbową są termometr oraz linijka.

Rs92DXiDfm28O
Termometr rtęciowy
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, dostępny w internecie: Wikipedia.org, licencja: CC BY 3.0.
R1NtAAT3rOZoo
Linijka
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, dostępny w internecie: Pexels.com, licencja: CC BY 3.0.
2

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:

  • x>2

Zapis x>2 oznacza, że x jest liczbą większą od 2. Zatem na osi liczbowej mamy zaznaczyć wszystkie liczby, które są większe od liczby 2. Rysujemy oś liczbową i zaznaczamy na niej liczbę 2.

R1eKeaKamnX8Y
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Liczby większe od 2 leżą na osi liczbowej na prawo od tej liczby.

R1SkJII4pIlrq
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Pusta kropka przy liczbie 2 oznacza, że ta liczba nie należy do omawianego zbioru liczb.

  • x-3

Zapis x-3 oznacza, że x jest liczbą większą lub równą -3. Zatem na osi liczbowej mamy zaznaczyć liczby, które są większe lub równe liczbie -3. Rysujemy oś liczbową i zaznaczamy na niej liczbę -3.

RVgW4zL5EWRse
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Liczby większe od -3 leżą na osi liczbowej na prawo od tej liczby.

R1MrVzlWEVOEK
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Zamalowana kropka przy liczbie -3 oznacza, że ta liczba należy do omawianego zbioru liczb.

  • x<-1

Zapis x<-1 oznacza, że x jest liczbą mniejszą od -1. Zatem na osi liczbowej mamy zaznaczyć liczby, które są mniejsze od liczby -1. Rysujemy oś liczbową i zaznaczamy na niej liczbę -1.

RVuzrCpJRXd1a
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Liczby mniejsze od -1 leżą na osi liczbowej na lewo od tej liczby.

R1aIWYKjsRUpD
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Pusta kropka przy liczbie -1 oznacza, że ta liczba nie należy do omawianego zbioru.

  • x1

Zapis x1 oznacza, że x jest liczbą mniejszą lub równą 1. Zatem na osi liczbowej mamy zaznaczyć liczby, które są mniejsze lub równe liczbie 1. Rysujemy oś liczbową i zaznaczamy na niej liczbę 1.

RGlMvlaKmcNb2
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Liczby mniejsze od 1 leżą na osi liczbowej na lewo od tej liczby.

RXE5702pFTC2I
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Zamalowana kropka przy liczbie 1 oznacza, że ta liczba należy do omawianego zbioru.

Przykład 4

Zaznaczymy na osi liczbowej zbiór liczb spełniających warunek x4, a następnie podamy wszystkie liczby naturalne, które spełniają podany warunek.

Rozwiązanie:

Zapis x4 oznacza, że x jest liczbą mniejszą lub równą 4. Zatem na osi liczbowej mamy zaznaczyć liczby, które są mniejsze lub równe liczbie 4. Rysujemy oś liczbową i zaznaczamy na niej liczbę 4, a następnie liczby mniejsze od 4, które leżą na osi liczbowej na lewo od tej liczby.

RCktmsjZI7Qqn
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Zatem liczby naturalne, które spełniają podany warunek to: 0, 1, 2, 3, 4.

Przykład 5

Zapiszemy warunek, jaki spełniają liczby zaznaczone na osi liczbowej:

RT7HjFGiCxFoV
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RVOgBpHTfCK6a
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Rozwiązanie:

  1. Zbiór liczb zaznaczony na osi liczbowej jest opisany za pomocą warunku x<6.

  2. Zbiór liczb zaznaczony na osi liczbowej jest opisany za pomocą warunku x-3.

Przykład 6

Zaznaczymy na osi liczbowej wszystkie liczby:

  1. nie mniejsze niż -312,

  2. ujemne.

Rozwiązanie:

  1. Liczby, które są nie mniejsze niż -312, to takie liczby x, które spełniają warunek x-312.

Wobec tego, zbiór liczb spełniających warunek x-312 przedstawia się na osi liczbowej następująco:

R1Q6pa4fesCD3
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
  1. Liczby, które są ujemne, to takie liczby x, które spełniają warunek x<0.

Wobec tego, zbiór liczb spełniających warunek x<0 przedstawia się na osi liczbowej następująco:

RzaDbTDYOPBgy
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Przykład 7

Zaznaczymy na osi liczbowej wszystkie liczby, które spełniają jednocześnie podane warunki, a następnie wymienimy liczby całkowite, które spełniają te warunki.

  1. wszystkie liczby mniejsze od 2 i większe od -4,

  2. wszystkie liczby nie mniejsze niż 2 i nie większe niż 6.

Rozwiązanie:

  1. Liczby, które są mniejsze od 2 i większe od -4, to takie liczby x, które spełniają warunki: x<2 oraz x>-4.

Zatem:

RpXPeY5CIoNBo
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Liczby całkowite, które spełniają podane warunki to: -3,-2,-1,0,1.

  1. Liczby, które są nie mniejsze niż 2 i nie większe niż 6, to takie liczby x, które spełniają warunki x2 oraz x6.

RHZ495WvASGjK
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Liczby całkowite, które spełniają podane warunki to: 2, 3, 4, 5, 6.

Mając dane punkty na osi liczbowej, które odpowiadają wartościom liczb, możemy obliczać odległości pomiędzy tymi punktami.

Przykład 8

Wyznaczymy zbiór liczb całkowitych, których odległość na osi liczbowej od liczby 3 jest nie większa niż 512.

Rozwiązanie:

Narysujmy oś liczbową i zaznaczmy na niej liczbę 3.

Zauważmy, że liczby x, których odległość od liczby 3 jest nie większa niż 512 spełniają warunki: x-212 oraz x812.

Omawiany zbiór liczb przedstawia się następująco na osi liczbowej:

R11gBvBdyu7XE
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Liczby całkowite, które spełniają podany warunek to: -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8.

Przykład 9

Załóżmy, że pewien zbiór liczb jest określony za pomocą warunków xk oraz xk+4, gdzie k jest pewną liczbą całkowitą. Wyznaczymy, ile liczb całkowitych należy do zbioru liczb, który jest określony za pomocą tych warunków jednocześnie.

Rozwiązanie:

Zauważmy, że jeśli k jest pewną liczbą całkowitą, to k<k+4.

Najmniejszą liczbą całkowitą, która należy do podanego zbioru jest k, a największą k+4.

Pomiędzy tymi liczbami znajdują się jeszcze 3 liczby całkowite: k+1, k+2, k+3.

Zatem jest 5 liczb całkowitych, które spełniają oba warunki jednocześnie.

Animacja

Zapoznaj się z animacją dotyczącą zaznaczania na osi liczb spełniających podane warunki, a następnie wykonaj polecenia.

R1SDAkLG425O91
Film nawiązujący do treści materiału
Polecenie 1

Zapisz warunek, jaki spełniają liczby zaznaczone na osi liczbowej, a następnie określ najmniejszą i największą liczbę całkowitą należącą do tego zbioru.

R1b3iv2CRj9WZ
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R5Yq2xMPPUqUQ
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R3cSIqtIdZo5A
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R10hx9Qo9by2Z
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RHBxQ8mfwn7mA
(Uzupełnij).
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Polecenie 2
R19ZwXpKNAevY
Uzupełnij tekst odpowiednimi liczbami. Istnieje Tu uzupełnij liczb całkowitych, których odległość od 0 na osi liczbowej jest mniejsza niż 3. Istnieje Tu uzupełnij liczb całkowitych, których odległość od 0 na osi liczbowej jest nie większa niż 4. Istnieje Tu uzupełnij liczb całkowitych, których odległość od 0 na osi liczbowej jest mniejsza niż 5, ale nie mniejsza niż 1.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Polecenie 3
R17StDs7ADkMs
Na osi liczbowej zaznaczono zbiór wszystkich liczb nie mniejszych niż -7 oraz nie większych niż 7. W tym zbiorze: Możliwe odpowiedzi: 1. jest 15 liczb całkowitych, 2. jest 7 liczb naturalnych, 3. jest 5 dzielników naturalnych liczby 6, 4. istnieje najmniejsza i największa liczba całkowita
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
3
R1JkeAWAgCuvL
Ćwiczenie 1
Zbiór wszystkich liczb, które są nie większe niż -3 opisujemy za pomocą warunku: Możliwe odpowiedzi: 1. x-3, 2. x-3, 3. x<-3
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1OLCcKIhgpF0
Ćwiczenie 2
Połącz w pary oś liczbową z odpowiednim warunkiem, jaki spełniają liczby zaznaczone na tej osi liczbowej.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1SKtsTWIkWLs
Ćwiczenie 2
Uzupełnij tekst odpowiednimi liczbami lub słowami. Kliknij w lukę, aby wyświetlić listę i wybrać prawidłową odpowiedź. Na osi liczbowej zaznaczono warunek x1. Ile liczb naturalnych go spełnia? 1. 6, 2. 1, 3. 2, 4. zamalowanym, 5. 7, 6. niezamalowanym.
Na osi liczbowej zaznaczono warunek x<6. Ile liczb naturalnych go spełnia? 1. 6, 2. 1, 3. 2, 4. zamalowanym, 5. 7, 6. niezamalowanym.
Na osi liczbowej zaznaczono warunek x-4. Oznacza to, ze liczbę -4 oznaczono 1. 6, 2. 1, 3. 2, 4. zamalowanym, 5. 7, 6. niezamalowanym kółeczkiem na osi liczbowej.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1UOX7bljNcxz
Ćwiczenie 3
Zaznacz zdania, które są prawdziwe. Możliwe odpowiedzi: 1. Zbiór wszystkich liczb nie większych niż 10 opisujemy za pomocą warunku x10., 2. Zbiór wszystkich liczb niedodatnich opisujemy za pomocą warunku x<0., 3. Zbiór wszystkich liczb nie mniejszych niż -7 opisujemy za pomocą warunku x-7., 4. Zbiór wszystkich liczb nieujemnych opisujemy za pomocą warunku x0.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
RBWanI2EBEPzR
Ćwiczenie 4
Wstaw w tekst odpowiednie liczby. Do zbioru liczb określonego za pomocą warunku x-6 należy 1. 5, 2. 7, 3. 4, 4. 8, 5. 2, 6. 10, 7. 9, 8. 6 liczb całkowitych ujemnych.
Do zbioru liczb określonego za pomocą warunku x<10 należy 1. 5, 2. 7, 3. 4, 4. 8, 5. 2, 6. 10, 7. 9, 8. 6 liczb naturalnych.
Do zbioru liczb określonego jednocześnie za pomocą warunków x-2 oraz x1 należą 1. 5, 2. 7, 3. 4, 4. 8, 5. 2, 6. 10, 7. 9, 8. 6 liczby naturalne.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R1HzQSgF2jI4M
Ćwiczenie 5
Wstaw w tekst odpowiednie liczby. Do zbioru liczb określonego za pomocą warunku x-6 należy 1. 5, 2. 7, 3. 4, 4. 8, 5. 2, 6. 10, 7. 9, 8. 6 liczb całkowitych ujemnych.
Do zbioru liczb określonego za pomocą warunku x<10 należy 1. 5, 2. 7, 3. 4, 4. 8, 5. 2, 6. 10, 7. 9, 8. 6 liczb naturalnych.
Do zbioru liczb określonego jednocześnie za pomocą warunków x-2 oraz x1 należą 1. 5, 2. 7, 3. 4, 4. 8, 5. 2, 6. 10, 7. 9, 8. 6 liczby naturalne.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
R13EGaVXEOswy
Ćwiczenie 6
Jeżeli do zbioru liczb należą wszystkiej liczby, które spełniają warunek x-6, to: Możliwe odpowiedzi: 1. największą liczbą całkowitą, która nie należy do tego zbioru jest liczba -7, 2. najmniejszym elementem tego zbioru jest liczba -6, 3. do tego zbioru należy 6 liczb całkowitych ujemnych, 4. największym elementem tego zbioru jest liczba -6, 5. najmniejszą liczbą całkowitą, która nie należy do tego zbioru jest -5, 6. nie istnieje najmniejsza liczba w tym zbiorze Jeżeli do zbioru liczb należą wszystkie liczby, które spełniają warunek x-6, to: Możliwe odpowiedzi: 1. największą liczbą całkowitą, która nie należy do tego zbioru jest liczba -7, 2. najmniejszym elementem tego zbioru jest liczba -6, 3. do tego zbioru należy 6 liczb całkowitych ujemnych, 4. największym elementem tego zbioru jest liczba -6, 5. najmniejszą liczbą całkowitą, która nie należy do tego zbioru jest -5, 6. nie istnieje najmniejsza liczba w tym zbiorze
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 7
R1RTEn5hKgeu6
Uzupełnij tekst odpowiednimi liczbami. Istnieje Tu uzupełnij liczb całkowitych, których odległość od 0 na osi liczbowej jest nie większa niż 5. Istnieje Tu uzupełnij liczb naturalnych, których odległość od 0 na osi liczbowej jest nie większa niż 6. Istnieje Tu uzupełnij liczb całkowitych, których odległość od 0 na osi liczbowej jest mniejsza niż 6, ale nie mniejsza niż 2.
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 8

Zaznacz na osi liczbowej zbiór wszystkich liczb, które spełniają jednocześnie warunki: x-5 oraz x<5, a następnie podaj:

  1. wszystkie liczby naturalne, które spełniają jednocześnie podane warunki,

  2. wszystkie liczby całkowite, które spełniają jednocześnie podane warunki.

R1YnOxapK8H5U
(Uzupełnij) .
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 9

Na osi liczbowej przedstawiono liczby opisane za pomocą pewnego warunku.

RgwC4QDk6QIJL
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Podaj:

  1. liczby przeciwne do wszystkich liczb naturalnych, które należą do tego zbioru,

  2. liczby odwrotne do pięciu największych liczb całkowitych ujemnych, które należą do tego zbioru.

RrsxIEVpqEmm4
(Uzupełnij) .
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY 3.0.

Notatnik

Możesz skorzystać z poniższego pola tekstowego do zapisania swoich notatek, rozwiązań zadań i innych informacji, które uważasz za potrzebne.

R1b8OvSPUG8s3
(Uzupełnij).
Źródło: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.