Measurement!(MM1)! Units!of!Measurement!and...

22
1 General Mathematics (Preliminary Course) | Units of Measurement and Applications Measurement (MM1) Units of Measurement and Applications Name ................................................................................................... G.Georgiou

Transcript of Measurement!(MM1)! Units!of!Measurement!and...

1   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

 Measurement  (MM1)  

 Units  of  Measurement  and  

Applications  

 

     

Name  ...................................................................................................    

       

G.Georgiou    

2   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

• Repeat  and  Average  Measurements  to  Reduce  the  Likelihood  of  Error    Measure  the  length  of  the  line  below  correct  to  the  nearest  millimetre.  Record  your  answer  next  to  it.            As  you  may  have  noticed,  some  students  in  your  class  or  around  you  have  achieved  a  different  answer  to  you.  This  is  common  with  measuring  instruments.  Often  the  measurement  you  take  can  vary,  from  measurement  to  measurement.  Think  about  the  speedometer  on  your  parent’s  car.  It  can  often  be  very  difficult  to  take  an  accurate  measurement  as  the  car  is  travelling.    One  strategy  to  alleviate  this  problem  is  to  take  several  measurements  and  then  average  your  results.          Carl  the  carpenter  was  installing  a  window  in  a  house,  and  had  to  make  a  hole  through  some  gyprock.  To  determine  the  length  of  the  hole  he  measured  the  length  of  the  window  three  times  correct  to  the  nearest  millimetre.  He  obtained  the  following  measurements:    

1112  mm,  1114  mm,  1109  mm    

  a)  What  should  Carl  do  to  ensure  he  obtains  an  approximately  correct  measurement?    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................       b)  What  measurement  should  Carl  use?      ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................      

 Example  1  

3   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

• Investigate  the  Degree  of  Accuracy  of  Reported  Measurements,  including  the  Use  of  Significant  Figures  where  Appropriate  

 Thus  far,  the  main  form  of  rounding  used  has  been  rounding  to  a  given  number  of  decimal  places.  This  requires  you  to  examine  the  number  after  the  amount  of  decimal  places  you  need  and  determining  whether  to  round  up  or  stay  the  same.        Round  the  following  number  correct  to  3  decimal  places.    (a)  2.4852     ........................................................................................    (b)  3.2419456     ........................................................................................    (c)  3.2987     ........................................................................................    (d)  2.89954     ........................................................................................      Imagine  someone  measured  the  distance  between  the  Earth  and  the  Sun  as    149  496  347  km.  Unless  you  were  certain  about  this  measurement,  it  is  quite  difficult  to  quote  it  as  accurate.    Hence,  it  is  more  appropriate  to  estimate  this  distance  as  150  000  000  km  (correct  to  2  significant  figures)  or  149  000  000  km  (correct  to  3  significant  figures).      When  rounding  with  significant  figures,  you  start  counting  from  the  first  non-­‐zero  digit.  It  is  a  method  of  rounding  that  works  accurately  both  with  decimals  and  whole  numbers.        Round  the  following  numbers  correct  to  3  significant  figures.    (a)  325  422       ........................................................................................    (b)  0.01485       ........................................................................................    (c)  0.000  002  344     ........................................................................................    (d)  388  724       ........................................................................................    (e)  2  972  000       ........................................................................................      Note:  while  zeros  are  mostlyk  insignificant  (unless  between  other  non-­‐zero  digits),  they  are  often  essential  for  place  value.    

 Example  2  

 Example  3  

4   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

   Calculate  the  following  and  round  your  answer  off  to  2  significant  figures.    

(a)   !"#

$"#+#"%                                                                                                     (b)   !"#$

%! $!  

 ..............................................................   ........................................................................    ..............................................................   ........................................................................    ..............................................................   ........................................................................        A  farmer  measured  the  length  of  her  paddock  to  be  50  m  long.  What  is  the  largest  and  smallest  possible  length  the  paddock  could  be,  given  the  farmer  rounded  her  answer  to  2  significant  figures?  Would  we  have  a  different  answer  if  the  measurements  were  rounded  correct  to  1  significant  figure?    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................      

 Example  4  

 Example  5  

5   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

   Jane  measured  the  length  of  a  piece  of  paper  to  be  29.23456cm,  using  a  ruler  marked  in  cm.      (a)  Is  this  a  reasonable  measurement?  Explain  your  answer.      ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    (b)  To  how  many  significant  figures  would  you  need  to  round  this  number  to  make  the  measurement  more  accurate?    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................        Which  of  the  following  measurements  is  more  accurate,  38.2  cm  or  38.20  cm?  Explain  your  answer.        ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................              

 Example  6  

    Activity   Ex  6:02  Q  6,  12    Ex  6.03  Q  1,  2,  3,  4,  5,  7,  8,  9  

 Example  7  

6   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

• Use  of  Positive  and  Negative  Powers  of  Ten  in  Expressing  Numbers  in  Scientific  Notation  

 Scientific  notation  provides  us  with  an  easier  way  of  writing  very  large  or  small  numbers.  When  using  scientific  notation  all  digits  can  be  of  the  form  ! !!"" ,  where  n  is  a  whole  number  and  m  is  a  number  between  1  and  10.          Write  the  following  numbers  in  scientific  notation.    

(a)  23  400  000           (b)  7  000  000  000    

..............................................................   ......................................................................    ..............................................................   ......................................................................         (c)  72  010  000           (d)  0.00023    ..............................................................   ......................................................................    ..............................................................   ......................................................................         (e)  0.000  003  02         (f)  0.000  000  1    ..............................................................   ......................................................................    ..............................................................   ......................................................................              Convert  these  numbers  from  scientific  notation  to  normal  notation.  

 (a)  3.2  ×  10  5           (b)  3  ×  10  4    

..............................................................   ......................................................................    ..............................................................   ......................................................................         (c)  3.1  ×  10  –  4         (d)  3  ×  10  –  1      ..............................................................   ......................................................................    ..............................................................   ......................................................................    

 Example  8  

Note:  the  power  is  positive  for  numbers  larger  than  1  and  negative  for  numbers  less  than  1  

 Example  9  

7   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

 Evaluate  the  following:    (a)  (3.2  ×  104)  ×  (2.1  ×10-­‐3)         (b)  (3.4  ×  105)  –  (4.2  ×10-­‐1)        ..............................................................   ......................................................................        What  is  the  correct  way  of  writing  the  number  325  000  000  with  two  significant  figures?    

(A)   330         (C)     3.25  x  102  (B)     3.2  x  108         (D)   3.3  x  108  

                                           

 Example  10  

 Example  11  

 Example  12  

8   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................        

a) Explain  why  33.7  ×  105  is  not  written  in  scientific  notation.      ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    

b) Hence,  write  33.7  ×  105  in  scientific  notation.      ..................................................................................................................................................................        

          Activity           Ex  6.04  Q  1,  2,  4,  6,  8  

 H.S.C.  Question    (14)  

 Example  13  

9   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

• Calculate  with  Ratios,  including  Finding  the  Ratio  of  Two  Quantities,  Dividing  Quantities  into  a  Given  ratio  and  Using  the  Unitary  Method  to  Solve  Problems  

 Ratios  compare  two  values  that  are  in  the  same  units.  An  example  of  a  ratio  is  when  mixing  some  sort  of  detergent.  The  bottle  may  say  1  part  detergent  to  2  parts  water.  In  Mathematics  we  write  1:2.    It  is  important  to  remember  the  following:  

• Ratios  are  always  expressed  as  whole  numbers  in  simplified  form  (unless  otherwise  stated).  

• Ratios  are  in  the  same  units.  • The  final  answer  in  a  ratio  should  never  have  units  attached.  

     Simplify  the  following  ratios:    (a)  5  :  10         (b)  15  :  10       (c)  ½  :  ¾    .....................................                     ................................................                .....................................................    (d)  5ab  :  15a                                         (e)  1.2  :  3.4       (f)  3.5  :  5    .....................................                     ................................................                .....................................................      (g)  5  mins  :  10  secs                     (h)  12  :  36  :  9       (i)  2.5:  0.5  :  0.25    .....................................                     ................................................                .....................................................    .....................................                     ................................................                .....................................................      One  of  the  techniques  used  to  solve  ratio  problems  involves  dividing  the  quantity  into  a  given  ratio.          Ruth  and  Peter  invested  $50,000  in  the  ratio  3:2  respectively.  Calculate  the  amount  they  both  invested.      ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    

 Example  15  

 Example  16  

10   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

   Concrete  is  composed  of  sand,  cement,  and  limestone.  These  components  are  required  in  the  ratio  4  :  5  :  2.  If  22  kg  of  concrete  is  required,  how  much  of  each  component  is  required?    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................      Another  technique  used  to  solve  ratio  problems  is  the  unitary  method.          Evelyn  bought  a  commercial  shampoo  cleaner.  The  instructions  state  to  dilute  the  cleaner  with  water  in  the  ratio  1  :  25.  If  Evelyn  uses  75  mL  of  water,  how  much  cleaner  does  she  require?    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................        Dates,  flour  and  sugar  are  mixed  in  the  ratio  5  :  6  :  1  to  make  date  pudding.  How  much  flour  and  sugar  are  required  if  300  grams  of  dates  are  used?    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ...................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    

 Example  17  

 Example  18  

 Example  19  

11   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

                                             ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................      

 Example  20  

12   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

                                                           ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................          

 Example  21  

   Activity   Ex  6.05  Q  1,  2,  5,  7,  8,  9,  10,  11,  13,  14,  16,  17  

 

 

 

13   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

• Calculation  of  Rates  (Eg.  pay  rates,  speeds,  rates  of  flow)    A  rate  compares  two  different  quantities.  Examples  of  rates  include:    

• ....................................................................    

• ...................................................................    

• ...................................................................    

We  can  calculate  rates  quite  easily  if  we  are  given  some  basic  initial  data.        A  car  travels  400  km  in  5  hours.  What  was  its  average  speed  in  km  /  hr?    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................        A  typist  typed  a  1500  word  essay  in  30  minutes.  What  was  the  average  typing  speed  in  words  /  minute?    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................        It  takes  an  athlete  10  seconds  to  run  100  m.  Calculate  the  average  running  speed  in  m  /  sec.    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................        Petrol  costs  $1.35  per  litre.  Calculate  how  much  it  would  cost  to  fill  a  tank  with  40  litres  of  petrol.      ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    

 Example  22  

 Example  23  

 Example  24  

 Example  25  

14   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

   A  plane  flies  a  distance  of  4127km  at  a  speed  of  940km/h.  How  long  will  it  take  to  get  to  its  destination?    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................                                      ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................      

 H.S.C.  Question  (27)  

 Example  26  

15   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

   

         

 .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................  

 H.S.C.  Question  (29)    

 H.S.C.  Question  (28)  

16   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

 .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................    .......................................................................................................................................                

    Activity   Ex  6.07  Q  3-­‐14  

 

17   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

• Conversion  between  Units  for  Rates  (Eg.  km  /  h  to  m  /  s)    If  an  athlete  can  run  100m  in  10  seconds,  then  imagine  how  far  he  could  run  in  an  hour  if  he  could  maintain  that  speed.        Convert  84  beats  /  min  to  beats  /  sec.    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................        Convert  60km  /  hr  to  m  /  sec.    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................        Convert  100  m  /  10  seconds  to  km  /  hr.    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................        If  the  reaction  time  of  a  car  driver  is  0.9  seconds,  how  far  will  the  car  travel  if  its  speed  is  60  km  /  hr?    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    

   

 Example  31  

 Example  32  

 Example  33  

   Activity   Ex  6.08  Q  1,  2,  3,  5,  7,  8,  10  

 

 Example  30  

18   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

   

• Increasing  and  Decreasing  an  Amount  by  a  Percentage    Stores  often  reduce  or  increase  their  prices  for  a  variety  of  reasons.          Solve  the  following  problems.    (a)  Increase  $140  by  7.5%.    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    (b)  At  a  store  sale  there  was  15%  off.  If  a  pair  of  shoes  cost  $129,  calculate  the  discounted  price.    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    • Determination  of  Overall  Change  in  a  Quantity  Following  Repeated  Percentage  

Changes    A  common  misconception  is  that  a  discount  of  10%  and  then  a  discount  of  5%  is  equal  to  an  overall  discount  of  15%.  However  this  belief  is  incorrect.        At  a  store  a  product  was  $550.  The  salesperson  offered  the  customer  a  discount  of  10%.  However  when  the  salesperson  realised  the  customer  was  a  Gold  customer,  he  offered  him  a  further  5%  discount.      (a)  Calculate  the  price  of  the  product  after  the  10%  discount.    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................      (b)  Calculate  the  price  of  the  product  after  a  further  5%  was  deducted  from  it.      ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................  

 Example  34  

 Example  35  

 Recall  

19   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

(c)  Calculate  the  price  of  the  product  if  15%  was  deducted  from  the  original  amount.    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    (d)  The  salesperson  believes  that  a  discount  of  15%  is  the  same  as  discounting  a  product  by  10%  and  then  5%.  Using  your  answers  from  the  questions  above,  justify  why  the  salesperson  is  incorrect.      ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    This  now  leaves  the  question:  what  is  a  discount  of  10%  followed  by  5%  equal  to.  We  can  determine  this  by  multiplying  the  two  percentages  in  their  increased/decreased  form.        (a)  What  single  percentage  discount  is  equivalent  to  giving  a  discount  of  10%  then  5%?    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................      (b)  What  percentage  change  is  equivalent  to  an  increase  of  10%  then  an  increase  of  14%?    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    (c)  What  percentage  change  is  equivalent  to  a  decrease  of  8%  then  an  increase  of  12%?    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    ....................................................................................................................................................    

 Example  36  

     Activity   Ex 6.09 Q 1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11  

20   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

• Convert  between  Common  Units  for  Area  and  Volume    

Units  are  essential  in  any  type  of  measurement.      Length                  Provide  some  examples  of  items  that  are  measured  in  these  units.    ....................................................................................................................................................    Area                    Write  down  some  examples  of  items  that  are  measured  with  these  units.      ....................................................................................................................................................         This  is  a  square  mm.           This  is  a  square  cm.      Volume                      Write  down  some  objects  that  might  be  measured  using  these  units.      ....................................................................................................................................................    

       

     

         

 

 

 

21   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

   Convert  the  following  into  the  required  form.    

Question   Working  Space  

1005  m  =  ______________km        

25  mm  =  _____________  cm        

55  cm2  =  ______________mm2        

3  000  000  cm3  =  _______________  m3        

24  000  m2  =  ______________ha        

3  km2  =  __________________m2        

       Ashley  was  asked  to  convert  the  area  of  her  garden  that  was  22  m2  to  cm2.    She  simply  divided  by  100  because  she  stated  there  were  100  cm  in  1  metre.    Ashley  has  made  two  errors,  explain  what  they  are.      ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................            

 Example  37  

 Example  38  

     Activity   Ex  6.01  Q  1      Ex  6.11  Q  1,2,4,5      Ex  6.13  Q  1  

22   General  Mathematics  (Preliminary  Course)  |  Units  of  Measurement  and  Applications      

 Literacy    Question  1  Explain  the  difference  between  a  ratio  and  a  rate.    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    Question  2  Explain  why  scientific  notation  is  used.      ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    Question  3  Explain  why  rounding  to  significant  figures  is  more  advantageous  than  rounding  to  decimal  places.    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................    ..................................................................................................................................................................