24
1 TOPIC OUTLINE Directed Numbers Mental and Written Arithmetic Strategies Operations with Directed Numbers 1 2

Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

  • Upload
    others

  • View
    38

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

1

TOPIC OUTLINE

• Directed Numbers 

• Mental and Written Arithmetic Strategies

• Operations with Directed Numbers

1

2

Page 2: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

2

DIRECTED NUMBERS

• Understands what a directed number is and gives examples of the + 

and – signs in context

• Places directed numbers on a number line

• Compares and orders directed numbers

DIRECTED NUMBERS

An integer is a _____ _________. It has no fractional or decimal part. 

eg. 5 is an integer.  5½ is not an integer.

Directed numbers have ______ and ________. They can be positive or 

negative. 

• +5 is a ________ integer 

• ‐5 is a ________ integer

3

4

Page 3: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

3

In real life, negative numbers can be 

represented in many ways:

• 1m below mean sea level

• $13 200 in debt

• ‐18oC in temperature

• 1 floor below ground

Assets Liabilities

Car 4000 Car Loan             2500

Savings 300 Student Loan 15000

TOTAL                4300 TOTAL                17500

Net Worth (13200)

DIRECTED NUMBERS IN REAL LIFE

DIRECTED NUMBERS

A number line is used to represent positive and negative numbers. 

Negative numbers are written to the _____, zero in the ________ and positive numbers are written on the ______.

negative positive

‐5           ‐4           ‐3            ‐2           ‐1            0            1             2             3            4       5

5

6

Page 4: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

4

NUMBER LINE

To plot numbers on a number line, draw coloured in circles where the 

numbers are positioned.

eg. Plot {‐2, 3, 4½} on a number line.

Note: When writing a set of plotted numbers, write them in ascending

order, separated by commas, in curly brackets.

‐5       ‐4       ‐3       ‐2      ‐1        0        1        2        3        4        5

DIRECTED NUMBERS

The more to the left a number is, the smaller it is. So, to order 

numbers, put them in order as per the number line.

eg. Write 4, ‐2, ‐7, 0 and 3½ in ascending order.

‐7           ‐6           ‐5           ‐4           ‐3            ‐2           ‐1            0            1             2        3            4             5

• • •• •

7

8

Page 5: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

5

COMPARING DIRECTED NUMBERS

To compare any numbers we use:

• Less than 

• Greater than 5 10

4 2

COMPARING DIRECTED NUMBERS

Comparing directed numbers is exactly the same. Choose the sign that 

‘opens’ to the larger number.

eg. Put < or > in the box to make the statement true.

7 2

2 1

4 6

‐7           ‐6           ‐5           ‐4           ‐3            ‐2           ‐1            0            1             2        3            4             5

• •• •••

9

10

Page 6: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

6

MENTAL AND WRITTEN ARITHMETIC STRATEGIES

• Uses the commutativity, associativity and distributive laws to aid 

mental computation

• Uses knowledge of factors and multiples to aid mental computation

• Performs long division with two digit divisors

COMMUTATITIVY LAW

The Commutativity Law states that we can swap numbers around in 

addition or multiplication and we get the same answer.

For example:  5 8

5 8

We cannot do this with subtraction or division:

4 2

4 2

11

12

Page 7: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

7

WHY IS IT IMPORTANT?

We can use our knowledge of the Commutativity Law to help us with 

mental arithmetic.

Calculate 60 71 40.

We can do this by adding from left to right, but it is easier if we swap 

the 71 and the 40.

60 40 71 100 71 171

WHY IS IT IMPORTANT?

We can use our knowledge of the Commutativity Law to help us with 

mental arithmetic.

Calculate 5 9 4.

We can do this by multiplying from left to right, but it is easier if we 

swap the 9 and the 4.

5 4 9 20 9 180

13

14

Page 8: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

8

ASSOCIATIVITY LAW

The Associativity Law states that it doesn’t matter how we group 

numbers for addition or multiplication.

For example: 3 6 2

3 6 2

It DOES matter how we group numbers for subtraction and division.

6 3 2

12 4 2

WHY IS THIS IMPORTANT?

We can use our knowledge of the Associativity Law to help us with 

mental arithmetic.

Calculate 5 16 4.

It is easier if we add the 16 and the 4 first.

5 16 4 5 20 25

15

16

Page 9: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

9

WHY IS THIS IMPORTANT?

We can use our knowledge of the Associativity Law to help us with 

mental arithmetic.

Calculate 15 5 4.

It is easier if we multiply the 5 and the 4 first.

15 5 4 15 20 300

DISTRIBUTIVE LAW

The Distributive Law states that multiplying a group of numbers is the 

same as doing the multiplications separately then adding them 

together. In other words:

4 2 6

Is it true?

4 2 6 4 8 32

4 2 4 6 8 24 32

This is called ___________ the brackets.

17

18

Page 10: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

10

WHY IS IT IMPORTANT?

Find 99 15

It is easiest to find 100 15 and then subtract 1 15.

99 15

FACTORS AND MULTIPLES

We can use factors and multiples to aid mental arithmetic as well. 

Remember, a factor is a number that divides into another number 

without ___________.

What are the factors of 24?

19

20

Page 11: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

11

FACTORS AND MULTIPLES

We can use factors and multiples to aid mental arithmetic as well. 

A multiple is a multiplication of a number by a counting number.

State the first six multiples of 7.

FACTORS AND MULTIPLES

How can we use a knowledge of factors and multiples to help us with 

mental arithmetic?

Suppose we want to calculate 288 24 without a calculator.

21

22

Page 12: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

12

LONG DIVISION

Long division is when we divide by a number with more than one _____. 

For example, 632 21. 

Sometimes, there will be a remainder. Sometimes, there won’t.

One of the easiest ways to do long division, is to guess, by using 

multiplication.

LONG DIVISION

Consider the problem 632 21.

23

24

Page 13: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

13

LONG DIVISION

For the proper method, we set the problem out like this:

21 632

LONG DIVISION

Divide 32 into 5240.

32 5240

25

26

Page 14: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

14

OPERATIONS WITH DIRECTED NUMBERS

• Adds and subtracts directed numbers

• Multiplies and divides directed numbers

• Uses a calculator to perform operations with directed numbers

• Uses strategies to perform mental operations with directed numbers 

including grouping symbols

ADDING AND SUBTRACTING NUMBERS

To add or subtract numbers, use a number line. 

To add, go to the right. To subtract, go to the left.

eg.  5 7

‐5       ‐4        ‐3        ‐2        ‐1         0         1          2         3         4         5

27

28

Page 15: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

15

ADDING AND SUBTRACTING NUMBERS

To add or subtract numbers, use a number line. 

To add, go to the right. To subtract, go to the left.

eg. 5 – 8 

‐5       ‐4        ‐3        ‐2       ‐1          0         1         2          3         4         5

DIRECTED NUMBERS

Directed numbers have size and direction.

We can write positive 5 as:  5, +5 or +5

Negative 5 can be written: – 5 or –5

If we are calculating with directed numbers, they can be placed in 

brackets.

eg. Find  3 4

29

30

Page 16: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

16

ADDING AND SUBTRACTING DIRECTED NUMBERS

Find  3 4

The easiest way to handle questions with  and – signs together is to 

remember the following rules:

+ + 

IT’S JUST LIKE TAKING A SHOWER!

When you take a shower:

• If you want the shower to be colder (MINUS), you can:

• Turn down the hot tap (

• Turn up the cold tap 

• If you want the shower to be hotter (PLUS), you can:

• Turn up the hot tap 

• Turn down the cold tap 

31

32

Page 17: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

17

EXAMPLES

Let’s try these:

4 3 4 3 1

1 2 1 2 3

2 1 2 1 3

4 5 4 5 9

MULTIPLYING AND DIVIDING

Multiplying and dividing directed numbers uses the same rules as 

before:

33

34

Page 18: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

18

MULTIPLYING AND DIVIDING

3 3 9 3 3 9

3 2 6 3 2 6

3 1 3 3 1 3

3 0 0 3 0 0

3 1 3 3 1 3

3 2 6 3 2 6

3 3 9 3 3 9

MULTIPLYING AND DIVIDING

Examples:

3 2 6 4 3 12

4 2 8 30 2 15

6 3 2 10 5 2

10 2 5 4

35

36

Page 19: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

19

USING THE CALCULATOR

There is only one extra key that we should know about for directed 

numbers. It is the negative key.

We use this key for questions such as:

6 3

3 5

USING THE CALCULATOR

Brackets are also useful for directed number questions.

For example:

6 3 5

2 3 4

37

38

Page 20: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

20

STRATEGIES FOR MENTAL ARITHMETIC

We have used a number of strategies to aid mental arithmetic:

• Commutativity law

• Associativity law

• Distributive law

• Factors and multiples

COMMUTATIVITY LAW

Calculate  3 9

To make things easier, we can turn this around to become  9 3.

The only trick is to pick up the plus or minus sign in front of the number 

when you move it.

39

40

Page 21: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

21

ASSOCIATIVITY LAW

Calculate  3 8 2

If we calculate the second two numbers first, we get an easier problem 

to solve.

3 8 2 3 6 6 3 3

3 8 2 8 3 2 3

Likewise: 3 2 5 is easier if we calculate the last two digits first.

3 2 5 3 10 30

HANG ON A MINUTE!

Commutativity and Associativity Laws only work with addition and 

multiplication!!!!

3 9 is really  3 9

So, it is an addition and providing we take the sign with the number it 

will work.

3 9 9 3 6 6

41

42

Page 22: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

22

DISTRIBUTIVE LAW

Sometimes it is easier to calculate brackets first as BODMAS tells us to. 

Sometimes it is easier to use the distributive law to ‘expand’ the 

brackets.

Calculate:  2 3 5

Doing brackets first gives us: 

2 3 5 2 5 3 2 2 4

DISTRIBUTIVE LAW

Sometimes it is easier to calculate brackets first as BODMAS tells us to. 

Sometimes it is easier to use the distributive law to ‘expand’ the 

brackets.

Calculate:  2 3 5

Expanding the brackets gives us: 

2 3 5 2 3 2 5 6 10 4

43

44

Page 23: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

23

FACTORS AND MULTIPLES

As for positive integers, we can use our knowledge of factors and 

multiples to help mental arithmetic.

Calculate  4 75 2

Firstly I know that multiplying the last two numbers first is going to be 

easiest.

4 75 2

FACTORS AND MULTIPLES

As for positive integers, we can use our knowledge of factors and 

multiples to help mental arithmetic.

Calculate  4 75 2

4 75 2

I know that 4 is equal to 2 2 so I am going to double 150, then 

double it again.

4 75 2

45

46

Page 24: Directed Numbers student notes - Mastering-Mathematics

24

GLOSSARY

Integer A whole number with no fractional or decimal part

Directed Numbers Numbers with size and direction

Commutativity Law The order of the numbers in addition and multiplication is unimportant

Associativity Law With addition and multiplication, operations can be performed in any order

Distributive Law A method for removing brackets by multiplying the outside number by all numbers inside the brackets

Expanding brackets To remove the brackets using the distributive law

Factor A number that divides into another number without remainder

Multiple The number obtained when a number is multiplied by a counting number

Counting numbers The numbers 1, 2, 3, 4, …

Remainder The leftover number after a division

47