Числовые выражения и порядок действий нужны для уверенного счёта в шестом классе и дальше встречаются в заданиях ОГЭ по математике. Ошибки в таких примерах обычно появляются из-за нарушенного порядка вычислений: сначала считают слева направо всё подряд, а потом получают неверный ответ. В статье разберём, что называют числовым выражением, как работают скобки, степени, умножение, деление, сложение и вычитание. Отдельно потренируемся на примерах с дробями и дробной чертой.
Что такое числовое выражение
Иногда числовое выражение вычислить нельзя. Так происходит, если в процессе решения появляется недопустимая операция. Главное ограничение: делить на нуль нельзя. Если часть примера требует деления на нуль, выражение не имеет смысла.
Чтобы прийти к правильному ответу, нужно соблюдать приоритет вычислений. Арифметические действия делятся на три ступени:
- Сложение и вычитание относятся к действиям первой ступени.
- Умножение и деление относятся к действиям второй ступени.
- Возведение в степень относится к действиям третьей ступени.
В выражениях без скобок сначала выполняются действия высшей ступени, затем действия низшей ступени. Действия одной ступени выполняются последовательно слева направо.
Например, в выражении сначала выполняем умножение: . Затем прибавляем $2$: . Ответ $8$ получается только при нарушении порядка действий.
Скобки меняют очерёдность вычислений. Действия внутри скобок выполняются первыми. Внутри самих скобок сохраняются те же правила: сначала степени, затем умножение и деление, затем сложение и вычитание. Если скобки вложены друг в друга, вычисления начинают с самых внутренних скобок.
В шестом классе часто встречаются примеры с дробной чертой. Дробная черта работает как знак деления и одновременно заменяет скобки. Выражение над чертой вычисляется отдельно, выражение под чертой — отдельно, и только после этого числитель делится на знаменатель.
Особые свойства сложения и умножения могут упростить счёт. Переместительное и распределительное свойства позволяют удобнее группировать числа, если это не нарушает порядок действий. Например, выражение благодаря переместительному свойству удобнее считать так: .
Алгоритм решения примеров
Чтобы решать длинные выражения без ошибок, удобно пользоваться одним и тем же порядком действий.
- Внимательно прочитай пример от начала до конца.
- Найди скобки и самые внутренние выражения, если скобки вложены.
- Расставь карандашом маленькие цифры над знаками действий, чтобы обозначить очерёдность.
- Если в примере есть десятичные и обыкновенные дроби, приведи их к одному виду.
- Выполняй вычисления пошагово и записывай каждое преобразование.
- Проверь, выглядит ли итоговый результат логично.
Базовые вычисления со скобками
Условие
Найдём значение выражения: .
Сначала смотрим на скобки. Внутри есть сложение и умножение. Умножение относится ко второй ступени, поэтому выполняется раньше сложения.
Шаг 1. Выполняем умножение: . Теперь выражение выглядит так: .
Шаг 2. Завершаем вычисления в скобках: . Получаем: $50-27 : 3$. Остались вычитание и деление. Деление имеет приоритет.
Шаг 3. Делим: .
Шаг 4. Выполняем вычитание: .
Ответ: $41$.
Действия с разными дробями
Условие
Вычислим значение числового выражения: .
В этом примере сочетаются десятичные и обыкновенные дроби, поэтому сначала приведём числа к одному виду.
Шаг 1. Переведём обыкновенную дробь в десятичную: . Получаем: .
Шаг 2. Выполняем действие в скобках: .
Шаг 3. Выполняем умножение: .
Шаг 4. Выполняем деление десятичных дробей. Чтобы разделить на , переносим запятую в делимом и делителе на один знак вправо: .
Шаг 5. Выполняем вычитание: .
Ответ: $2$.
Сложное выражение со степенями
Рассмотрим пример из открытого банка заданий ФИПИ.
Найдите значение выражения .[i]
По общему правилу возведение в степень выполняется раньше остальных действий. Но считать столбиком неудобно: легко ошибиться в вычислениях. Здесь помогает формула разности квадратов: . Наш пример подходит под эту формулу.
Шаг 1. Преобразуем выражение в скобках: .
Шаг 2. Вычисляем значения в новых скобках:
,
.
Шаг 3. Записываем выражение в новом виде: .
Шаг 4. Умножение и деление на одно и то же число — взаимно обратные действия, они нейтрализуют друг друга, поэтому остаётся $702$.
Ответ: $702$.
Типичные ошибки при вычислениях
Разберём ловушки, из-за которых чаще всего теряют баллы.
Нарушение порядка действий
Как нельзя делать: вычислять пример строго слева направо и получать $24$.
Как нужно: сначала выполнить умножение: .
Затем вычесть результат из десяти: .
Верный ответ: $4$.
Ошибка с дробной чертой
Как нельзя делать: в примере делить $10$ на $4$, а $2$ на $2$.
Как нужно: воспринимать числитель и знаменатель как выражения в скобках.
Сначала считаем верх: .
Затем считаем низ: .
После этого делим: .
Верный ответ: $2$.
Смешивание дробных форматов
Как нельзя делать: пытаться складывать и столбиком.
Как нужно: перевести дроби к одному виду.
Дробь не имеет конечной десятичной записи, поэтому удобнее перевести в обыкновенную дробь: .
После этого можно искать общий знаменатель и выполнять сложение: .
Верный ответ: .
Потеря нуля при делении
Как нельзя делать: делить $412$ на $4$ столбиком и получать $13$.
Как нужно: строго сносить по одной цифре. Единица на четыре не делится, значит, в ответе на этом месте появляется нуль.
Правильное деление даёт: .
Верный ответ: $103$.
Самопроверка
Реши задания самостоятельно, а затем проверь ответы.
Задание 1. Найди значение выражения .
Задание 2. Вычисли .
Задание 3. Определи, имеет ли смысл выражение .
Решение к заданию 1. .
Сначала выполняем умножение: .
Затем прибавляем $12$: .
Ответ: $92$.
Решение к заданию 2. . Переводим дробь: .
Вычитаем в скобках: .
Умножаем: .
Ответ: $5$.
Решение к заданию 3. Выражение не имеет смысла.
Сначала выполняем умножение: .
Затем считаем в скобках: .
Получается деление на нуль: $100 : 0$.
Делить на нуль нельзя.
Ответ: выражение не имеет смысла.
Заключение
Теперь ты умеешь определять числовые выражения, находить их значения и проверять, имеет ли выражение смысл. Главное правило — сначала учитывать скобки, затем степени, умножение и деление, а после них сложение и вычитание. В примерах с дробной чертой отдельно считай числитель и знаменатель, потому что дробная черта заменяет скобки. Эти навыки пригодятся в шестом классе, на контрольных и при подготовке к ОГЭ по математике. Чтобы закрепить тему, реши несколько похожих заданий в «100балльном банке».