1. 阅读下面文字,然后回答问题.
给出定义:一个实数的整数部分是不大于这个数的最大整数,这个实数的小数部分为这个数与它的整数部分的差的绝对值.例如:2.4的整数部分为2,小数部分为2.4-2= 0.4;$\sqrt{2}$的整数部分为1,小数部分可用$\sqrt{2}-1$表示;再如,-2.6的整数部分为-3,小数部分为|-2.6-(-3)|= 0.4.
由此我们得到:如果$\sqrt{2}= x+y$,其中x是整数,且0<y<1,那么x= 1,y= $\sqrt{2}-1$.
(1)如果$\sqrt{7}= a+b$,其中a是整数,且0<b<1,那么a= ______,b= ______;
(2)如果$-\sqrt{7}= c+d$,其中c是整数,且0<d<1,那么c= ______,d= ______;
(3)已知$m+\sqrt{7}= 7+n$,其中m是整数,且0<n<1,求$|m-n|-(1-n)$的平方根.
答案:1.
(1) 2 $\sqrt{7}-2$
(2)-3 $3-\sqrt{7}$
(3)
∵$m+\sqrt{7}=7+n$,其中m是整数,且$0<n<1$,
∴$m-n=7-\sqrt{7}$.
∵$4<7-\sqrt{7}<5$,
∴$4<m-n<5$,$0<n<1$,
∴$m=5$,$n=5+\sqrt{7}-7=$
$\sqrt{7}-2$,
∴$|m-n|-(1-n)=|7-\sqrt{7}|-(1-\sqrt{7}+2)=7-\sqrt{7}-3+$
$\sqrt{7}=4$,
∴$|m-n|-(1-n)$的平方根为$\pm 2$.
解析:
【分析】
解决本题的核心是先准确估算无理数$\sqrt{7}$的取值范围,再结合题目给出的整数部分、小数部分的定义逐步求解:
1. 对于前两问,先确定$\sqrt{7}$介于哪两个相邻整数之间,正无理数的整数部分为较小的整数,小数部分为原数减整数部分;负无理数要先确定其介于哪两个负整数之间,整数部分为更小的那个负整数,再根据小数部分的定义计算即可。
2. 第三问先将已知等式变形,用含m和$\sqrt{7}$的式子表示n,结合n的取值范围列出不等式,求出整数m的值,再算出n的值,最后代入代数式计算,再求平方根即可。
【解析】
(1)
∵$\sqrt{4}<\sqrt{7}<\sqrt{9}$,即$2<\sqrt{7}<3$,$\sqrt{7}=a+b$中a是整数,$0<b<1$
∴整数部分$a=2$,小数部分$b=\sqrt{7}-2$
(2)
∵$2<\sqrt{7}<3$,
∴$-3<-\sqrt{7}<-2$,$-\sqrt{7}=c+d$中c是整数,$0<d<1$
∴整数部分$c=-3$,小数部分$d=-\sqrt{7}-(-3)=3-\sqrt{7}$
(3)
∵$m+\sqrt{7}=7+n$,其中m是整数,且$0<n<1$
∴$n=m+\sqrt{7}-7$,代入$0<n<1$得$0<m+\sqrt{7}-7<1$
移项得$7-\sqrt{7}<m<8-\sqrt{7}$
∵$2<\sqrt{7}<3$,
∴$4<7-\sqrt{7}<5$,$5<8-\sqrt{7}<6$
∴整数$m=5$
将$m=5$代入$n=m+\sqrt{7}-7$,得$n=5+\sqrt{7}-7=\sqrt{7}-2$
代入$|m-n|-(1-n)$:
$\begin{aligned}|m-n|-(1-n)&=|5-(\sqrt{7}-2)|-(1-(\sqrt{7}-2))\\&=|7-\sqrt{7}|-(3-\sqrt{7})\\&=7-\sqrt{7}-3+\sqrt{7}\\&=4\end{aligned}$
∵4的平方根为$\pm2$,
∴$|m-n|-(1-n)$的平方根为$\pm2$
【答案】
(1) $2$,$\sqrt{7}-2$
(2) $-3$,$3-\sqrt{7}$
(3) $\pm2$
【知识点】
无理数的估算;实数新定义运算;平方根计算
【点评】
本题重点考查对新定义的理解应用和无理数估算能力,解题的关键是准确判断无理数的取值范围,尤其要注意负无理数的整数部分的取值规则,第三问需要灵活变形等式确定整数的值,能有效考查知识迁移和代数运算能力。
【难度系数】
0.65
2. 我们规定:用$[x]$表示实数x的整数部分,用<x>表示实数x的小数部分,如$[3.14]= 3$,<3.14>= 0.14;$[\sqrt{7}]= 2$,<$\sqrt{7}$>= $\sqrt{7}-2$;
(1)$[\sqrt{11}]$= ______,<$\sqrt{11}$>= ______;
(2)如果<$\sqrt{5}$>= a,$[\sqrt{41}]= b$,求$a+b-\sqrt{5}$的平方根;
(3)求$[\sqrt{1}]+[\sqrt{2}]+[\sqrt{3}]+[\sqrt{4}]+…+[\sqrt{49}]$的值.
答案:2.
(1)3 $\sqrt{11}-3$
(2)
∵$\sqrt{4}<\sqrt{5}<\sqrt{9}$,即$2<\sqrt{5}<3$,
∴$\sqrt{5}$的整数部分是2,小数
部分为$\sqrt{5}-2$,即$[\sqrt{5}]=2$,$<\sqrt{5}>=\sqrt{5}-2$.
∵$<\sqrt{5}>=a$,
∴$a=$
$\sqrt{5}-2$.
∵$\sqrt{36}<\sqrt{41}<\sqrt{49}$,即$6<\sqrt{41}<7$,
∴$\sqrt{41}$的整数
部分是6,小数部分为$\sqrt{41}-6$,即$[\sqrt{41}]=6$,$<\sqrt{41}>=$
$\sqrt{41}-6$.
∵$[\sqrt{41}]=b$,
∴$b=6$,
∴$a+b-\sqrt{5}=\sqrt{5}-2+6-\sqrt{5}=$
4,
∴$a+b-\sqrt{5}$的平方根为$\pm \sqrt{4}=\pm 2$.
(3)由$[a]$的定义可知,
$[\sqrt{1}]=1$,$[\sqrt{2}]=1$,$[\sqrt{3}]=1$,$[\sqrt{4}]=2$,$[\sqrt{5}]=2$,$[\sqrt{6}]=2$,
$[\sqrt{7}]=2$,$[\sqrt{8}]=2$,$[\sqrt{9}]=3$,$[\sqrt{10}]=3$,$\cdots$,$[\sqrt{49}]=7$,
∴$[\sqrt{1}]+[\sqrt{2}]+[\sqrt{3}]+[\sqrt{4}]+\cdots +[\sqrt{49}]=1× 3+2× 5+3×$
$7+4× 9+5× 11+6× 13+7=3+10+21+36+55+78+7=210$.
解析:
【分析】
(1) 要确定$[\sqrt{11}]$和$<\sqrt{11}>$,先找与11相邻的两个完全平方数9和16,可得$3<\sqrt{11}<4$,根据新定义,整数部分就是较小的整数3,小数部分为无理数本身减去整数部分即可。
(2) 先按上述方法分别估算$\sqrt{5}$的小数部分得到$a$的值,估算$\sqrt{41}$的整数部分得到$b$的值,代入$a+b-\sqrt{5}$计算出结果,再根据平方根的定义求其平方根,注意正数的平方根有两个且互为相反数。
(3) 先找规律:当$k^2≤ n<(k+1)^2$时,$[\sqrt{n}]=k$,对应的$n$的个数为$(k+1)^2-k^2=2k+1$个,$k$从1到6按规律分组求和,最后加上$[\sqrt{49}]=7$即可算出总和。
【解析】
(1) $\because \sqrt{9}<\sqrt{11}<\sqrt{16}$,即$3<\sqrt{11}<4$,
$\therefore [\sqrt{11}]=3$,$<\sqrt{11}>=\sqrt{11}-3$。
(2) $\because \sqrt{4}<\sqrt{5}<\sqrt{9}$,即$2<\sqrt{5}<3$,
$\therefore \sqrt{5}$的小数部分为$\sqrt{5}-2$,即$a=\sqrt{5}-2$。
$\because \sqrt{36}<\sqrt{41}<\sqrt{49}$,即$6<\sqrt{41}<7$,
$\therefore \sqrt{41}$的整数部分为6,即$b=6$。
代入式子得:$a+b-\sqrt{5}=\sqrt{5}-2+6-\sqrt{5}=4$,
$\because 4$的平方根为$\pm\sqrt{4}=\pm2$,
$\therefore a+b-\sqrt{5}$的平方根为$\pm2$。
(3) 根据$[x]$的定义分组统计:
当$[\sqrt{n}]=1$时,$1≤ n<4$,共3个数,和为$1×3=3$;
当$[\sqrt{n}]=2$时,$4≤ n<9$,共5个数,和为$2×5=10$;
当$[\sqrt{n}]=3$时,$9≤ n<16$,共7个数,和为$3×7=21$;
当$[\sqrt{n}]=4$时,$16≤ n<25$,共9个数,和为$4×9=36$;
当$[\sqrt{n}]=5$时,$25≤ n<36$,共11个数,和为$5×11=55$;
当$[\sqrt{n}]=6$时,$36≤ n<49$,共13个数,和为$6×13=78$;
当$[\sqrt{n}]=7$时,$n=49$,共1个数,和为$7×1=7$;
$\therefore$ 原式$=3+10+21+36+55+78+7=210$。
【答案】
(1) $3$,$\sqrt{11}-3$;(2) $\pm2$;(3) $210$
【知识点】
估算无理数大小,新定义运算,实数运算
【点评】
本题结合新定义考查无理数估算与实数运算,解题核心是掌握确定无理数整数、小数部分的方法,第三问需要先归纳规律再分组计算,能有效考查逻辑归纳能力和运算能力。
【难度系数】
0.6