羅伯特·福曼
假如你有一元錢(qián),后來(lái)奶奶又給你一元錢(qián),很容易算出你現(xiàn)在有兩元錢(qián)。
你想用這些錢(qián)買(mǎi)點(diǎn)兒糖果,但是在去糖果店的路上,這兩元錢(qián)掉了,嗚嗚!那么你還有多少錢(qián)?答案是沒(méi)有,或是零。
再假設(shè)你有一元錢(qián),但是你想買(mǎi)兩元錢(qián)的糖果,你就向朋友小羅借了一元錢(qián),并且答應(yīng)明天還她。
你跑到糖果店,買(mǎi)了糖,美滋滋地吃起來(lái)……唔……真好吃!
你知道你現(xiàn)在還有多少錢(qián)嗎?
說(shuō)你有零元錢(qián)是不對(duì)的。你答應(yīng)還給小羅的錢(qián)怎么辦?所以,你真正有的錢(qián)比零還要少。
當(dāng)你從兩個(gè)東西里拿走一個(gè),你可以寫(xiě)成二減一,用算式寫(xiě)是2-1。當(dāng)你從零個(gè)東西里拿走一個(gè),你可以寫(xiě)成零減一,或是0-1。
零減一,或者0-1,其實(shí)就是負(fù)一,或-1。所以,我們可以說(shuō)你該付給小羅的一元錢(qián)是負(fù)一,或者寫(xiě)成-1。
一個(gè)數(shù)比零小,例如:負(fù)一,我們就稱(chēng)它為“負(fù)數(shù)”。
負(fù)數(shù)在生活里是很有用的。
負(fù)數(shù)可以表示冬天的天氣有多冷、是不是越來(lái)越冷。
春天的時(shí)候,溫度計(jì)上也許會(huì)顯示攝氏二十二度的度數(shù),可以寫(xiě)作22℃。這時(shí)的天氣是溫暖、舒適的。
冬天的時(shí)候,溫度計(jì)上也許會(huì)顯示攝氏八度的度數(shù),這可是非常冷的。有些地方還會(huì)出現(xiàn)攝氏零度的度數(shù),那可就更冷了。
攝氏零度并不是最冷的天氣。在我國(guó)北方地區(qū),冬天經(jīng)常出現(xiàn)攝氏零度以下的氣溫,這可以用負(fù)數(shù)來(lái)表示。攝氏零下十度就是負(fù)十度,寫(xiě)成-10℃。
世界上很多地方的冬天,氣溫會(huì)冷到攝氏零下三十五度。有些地方幾乎整個(gè)冬天冷到攝氏零下五十五度。在南極和北極,戶外溫度計(jì)曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)攝氏零下九十度的度數(shù),那真是冷到極點(diǎn)了。
想想看,還有什么地方用得著負(fù)數(shù)?
你可以用負(fù)數(shù)來(lái)表示下樓梯的階數(shù)。
去商場(chǎng)的時(shí)候,你和爸爸媽媽要到樓下餐廳吃東西,樓梯共有十五級(jí)。你可以把第一級(jí)叫負(fù)一,第二級(jí)叫負(fù)二。當(dāng)你走到最底下的一級(jí)時(shí),你可以說(shuō)你是站在負(fù)十五的地方。
另外,還可以用負(fù)數(shù)來(lái)記錄時(shí)間。這通常是用在火箭發(fā)射升空的時(shí)候。
發(fā)射是火箭點(diǎn)火的那一剎那,也叫做“零點(diǎn)”。發(fā)射前的秒數(shù)叫做零減一、零減二……寫(xiě)作0-1、0-2……發(fā)射后的秒數(shù)叫做零加一、零加二……寫(xiě)作0+1、0+2……
在零右邊的數(shù)字都有一個(gè)“+”號(hào)。這些數(shù)字叫做“正數(shù)”。
負(fù)數(shù)也可以用來(lái)說(shuō)明游泳池、湖泊或海洋的深度。當(dāng)你往下潛10米時(shí),你是在-10米的深度。如果你再往下潛10米,你就是在-20米的深度。
世界上最深的海底,比負(fù)一萬(wàn)米還要深。
正數(shù)、零、負(fù)數(shù),是“數(shù)軸”上的一部分。正數(shù)和負(fù)數(shù)在零的地方會(huì)合,但是,零既不屬于正數(shù),也不屬于負(fù)數(shù)。你可以把從負(fù)五到正五的數(shù)字想成是數(shù)軸上各點(diǎn)的名字。
當(dāng)你沿著這條數(shù)軸向右走,每一個(gè)數(shù)字都比前一個(gè)數(shù)字多一。
如果從數(shù)軸的正數(shù)部分往右移,就很容易看出這個(gè)規(guī)律。假設(shè)從正一開(kāi)始,下一個(gè)數(shù)字是正二,接著是正三……一直下去。
從負(fù)數(shù)往右移就較難看出這個(gè)規(guī)律。假設(shè)從負(fù)三開(kāi)始,往右走一步是負(fù)二,再往右走一步是負(fù)一,然后就到了零。
負(fù)二比負(fù)三多一嗎?負(fù)一比負(fù)二多一嗎?零比負(fù)一多一嗎?以上的答案都是:是!
你可以把負(fù)三想成你欠別人三元錢(qián),把負(fù)二想成你欠別人兩元錢(qián),把負(fù)一想成你欠別人一元錢(qián),把零想成不欠錢(qián)。在負(fù)數(shù)數(shù)軸上,你每向零靠近一格,就好比你還了別人一元錢(qián)。當(dāng)你這么做時(shí),你就少欠別人一元錢(qián)。
所以,不管從數(shù)軸上的哪一個(gè)數(shù)字開(kāi)始,只要往右移,每一個(gè)數(shù)字一定比它的前一個(gè)數(shù)字多一。
如果沿著數(shù)軸往左移,又會(huì)有什么結(jié)果?
我們用負(fù)數(shù)和正數(shù)玩?zhèn)€游戲吧!這個(gè)游戲叫做“+和-”。
你不需要買(mǎi)任何東西,只要一張桌面平滑的桌子、一大張紙、一支鉛筆,和四個(gè)紐扣。用鉛筆在紙上畫(huà)出像左圖這樣的一張表,然后用膠帶把這張表固定在桌子的一端。注意,每個(gè)方格要大到能容納好幾個(gè)紐扣。
這個(gè)游戲適合兩個(gè)或兩個(gè)以上的人玩。如果找不到玩伴,你可以用你的左手對(duì)抗你的右手。
玩的人要各在屬于自己的紐扣上做記號(hào)(可以將紐扣涂上不同的顏色),然后站在離表比較遠(yuǎn)的那一端,并且在那一端的桌面上畫(huà)一條線,把自己的紐扣放在線前。
游戲開(kāi)始!一個(gè)人用指尖彈紐扣,彈到那張表上;接著,換另外一個(gè)人彈。就這樣輪流彈。
每個(gè)人得多少分要看他把紐扣彈到哪一格,或是他的紐扣被別人的紐扣彈到哪一格來(lái)決定。紐扣在哪一格,那個(gè)格子上寫(xiě)的數(shù)目,就是得分。如果紐扣在表的外面,就是沒(méi)得分。如果紐扣在格子和格子間的線上,那就要看它大部分是在哪一格來(lái)決定分?jǐn)?shù)。
假設(shè)你和朋友小羅玩這個(gè)游戲。小羅的紐扣是紅色的,你的紐扣是藍(lán)色的,你們玩出來(lái)的結(jié)果如上圖。
你知道誰(shuí)贏嗎?
小羅的得分是:+2。你的得分是+2-1。很明顯,小羅贏了。
假設(shè)你們?cè)偻嬉槐P(pán),玩出來(lái)的結(jié)果如右圖。
這回是誰(shuí)贏?
小羅的得分是:+2-1。你的得分是+2+1。毫無(wú)疑問(wèn),你贏了第二盤(pán)。
你們?cè)偻嬉槐P(pán),結(jié)果如左圖。
你的得分是:+2-2??偣捕嗌俜帜??小羅的得分是:+1-2。總共多少分呢?這次比較不容易看出誰(shuí)的分?jǐn)?shù)高。
你本來(lái)有兩分,后來(lái)被拿走兩分,所以,你現(xiàn)在只剩零分。但是,小羅的分?jǐn)?shù)比零還少,是負(fù)一,這就好比她欠別人一元錢(qián)。因此,你的零分比她的負(fù)一分要高。
現(xiàn)在,你們?cè)偻嬉槐P(pán)。結(jié)果如下圖。
小羅的得分是:兩個(gè)-1??梢詫?xiě)作(-1)+(-1)。你知道她總共得多少分嗎?
你的得分是:(-1)+(-2)。你知道你總共得多少分嗎?
負(fù)數(shù)加負(fù)數(shù)就好像是你原先欠別人錢(qián),后來(lái)又欠了別人錢(qián)。
小羅的分?jǐn)?shù)是負(fù)二,你的分?jǐn)?shù)是負(fù)三。你可以這樣說(shuō):小羅欠兩分,你欠三分。小羅欠的沒(méi)有你欠的多,所以,她的分?jǐn)?shù)比較高。她贏了。
你可以在比賽里改變分?jǐn)?shù)。用第二個(gè)紐扣彈走第一個(gè)紐扣,也就是把第一個(gè)紐扣從原先所在的方格,彈到另一個(gè)方格里。也可能是別人的紐扣彈走了你的紐扣,使你的紐扣換位。
假如你的紐扣原先是在負(fù)一的方格里,你的分?jǐn)?shù)就是負(fù)一。然后,你彈了第二個(gè)紐扣,結(jié)果第二個(gè)紐扣把第一個(gè)紐扣彈到表外面去了,而且第二個(gè)紐扣也跟著出界了。
你知道你做了什么嗎?
你從你的分?jǐn)?shù)中減掉了負(fù)一分。這好比你原來(lái)欠一塊錢(qián),后來(lái)還了一塊錢(qián)。這就一筆勾銷(xiāo)了。因此,你的分?jǐn)?shù)從負(fù)一變成了零分。
“+和-”的玩法有很多,隨你的喜好來(lái)決定。你可以隨意改變方格里的數(shù)字,只要保證這些方格里一半是正數(shù)、一半是負(fù)數(shù)就可以,像左邊這兩個(gè)。
如果厭煩了方格子,你還可以畫(huà)圓、畫(huà)三角形,或畫(huà)任何你喜歡的形狀。
這個(gè)游戲在戶外也能玩。在泥土上畫(huà)出你喜歡的形狀,并寫(xiě)上數(shù)字。
在戶外,計(jì)分的東西最好是用彈珠、橡皮球、棒球等圓圓的、能滾的東西。玩的時(shí)候,人要站在離圖形一米遠(yuǎn)的地方,然后把用來(lái)計(jì)分的彈珠、橡皮球或棒球滾過(guò)去。你們可以試著用三個(gè)或四個(gè)計(jì)分的彈珠、橡皮球或棒球。
從下圖中你能看出羅和吉誰(shuí)贏了嗎?現(xiàn)在,你知道“+和-”的意思了嗎?它代表加和減。