負(fù)數(shù)是自然數(shù)嗎


在數(shù)學(xué)數(shù)與代數(shù)一章中,數(shù)的認(rèn)識(shí)包括整數(shù):正數(shù)、0、負(fù)數(shù)。一個(gè)物體也沒(méi)有,用0表示。0和1、2、3……都是自然數(shù)。自然數(shù)是整數(shù)。最小的一位數(shù)是1,最小的自然數(shù)是0。0既不是正數(shù),也不是負(fù)數(shù)。正數(shù)都大于0,負(fù)數(shù)都小于0。對(duì)于這些數(shù)字的概念及性質(zhì)的了解是非常重要的一個(gè)考點(diǎn),那么,讓我們來(lái)思考一個(gè)拓展知識(shí):負(fù)數(shù)是自然數(shù)嗎?
負(fù)數(shù)是自然數(shù)嗎
不是。自然數(shù),意味著非負(fù)整數(shù),自然數(shù)是指用以計(jì)量事物的件數(shù)或表示事物次序的數(shù),即用數(shù)碼0,1,2,3,4,……所表示的數(shù)。表示物體個(gè)數(shù)的數(shù)叫自然數(shù),自然數(shù)由0開(kāi)始(包括0), 一個(gè)接一個(gè),組成一個(gè)無(wú)窮的集體。自然數(shù)就是我們常說(shuō)的正整數(shù)和0,整數(shù)包括自然數(shù)。
負(fù)數(shù)的歷史簡(jiǎn)介
數(shù)學(xué)源于生活,服務(wù)于生活,是人類實(shí)踐活動(dòng)的產(chǎn)物,在人們生活和實(shí)踐中,當(dāng)遇到新情況、新問(wèn)題,發(fā)現(xiàn)之前的數(shù)學(xué)知識(shí)不能解決所面臨的的問(wèn)題,就會(huì)進(jìn)行一些新的研究和探索,出現(xiàn)一些新的知識(shí)和事物。
對(duì)數(shù)學(xué)的產(chǎn)生無(wú)非就是兩個(gè)路徑:一是實(shí)踐的產(chǎn)物,二是數(shù)學(xué)自身邏輯的產(chǎn)物。負(fù)數(shù)的產(chǎn)生就是如此:一方面是源自人們生活中的經(jīng)驗(yàn),如交易中的盈利和虧損,個(gè)人收支的得與失等;另一方面也是數(shù)學(xué)自身的發(fā)展需求,如減法運(yùn)算中,兩個(gè)正數(shù)相減不一定得到正數(shù)。
古人在生活實(shí)踐活動(dòng)中遇到了一些問(wèn)題:如兩人互相借用東西,對(duì)借出方和借入方來(lái)說(shuō),同一東西具有不同的意義;再如從同一地點(diǎn),兩人同時(shí)向相反方向行走,離開(kāi)出發(fā)點(diǎn)的距離即使相同,但其表示的意義卻不同。
人們逐漸意識(shí)到僅用數(shù)量表示一個(gè)事物是不全面的,似乎還應(yīng)加上表示方向的符號(hào)。為了解決這些問(wèn)題,表示具有相反意義的量等問(wèn)題,人們不得不創(chuàng)造出一類新數(shù),于是逐漸產(chǎn)生了負(fù)數(shù),把數(shù)的領(lǐng)域從正數(shù)擴(kuò)大到負(fù)數(shù)的領(lǐng)域。
在人類的生活和實(shí)踐中,經(jīng)過(guò)不斷地探索和研究,被人們所發(fā)現(xiàn)、研究、接受和使用的數(shù)越來(lái)越多,已形成一個(gè)龐大的體系,相信這個(gè)體系在將來(lái)也會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大和完善。
我國(guó)是最早認(rèn)識(shí)和使用負(fù)數(shù)的國(guó)家,戰(zhàn)國(guó)時(shí)期李鋰(約前455—前395)所著的《法經(jīng)》中已出現(xiàn)使用負(fù)數(shù)的實(shí)例:衣五人終歲用千五百不足四百五十。
現(xiàn)在有很多秦漢時(shí)期的竹簡(jiǎn)陸續(xù)被發(fā)現(xiàn),在甘肅省居延海附近發(fā)現(xiàn)的漢代竹簡(jiǎn)上,出現(xiàn)了大量的負(fù)數(shù)運(yùn)算的寶貴史料,如“萬(wàn)歲候長(zhǎng)”有“負(fù)四筭,得七筭,相除得三筭”?!肮g”為古字“算”,“相除”就是相減,“負(fù)”是欠人家的,其算法是7-4=3,實(shí)際應(yīng)是(-4)+7=3。又如“相除以負(fù)百二十四筭”,即指-124,這些出土文物,都雄辯地證明負(fù)數(shù)在我國(guó)的起源是很早的。
負(fù)數(shù)產(chǎn)生的另一個(gè)原因是數(shù)學(xué)內(nèi)部研究的需要,由于解方程的需要。據(jù)世界上第一部關(guān)于負(fù)數(shù)完整介紹的古算書(shū)《九章算術(shù)》記載,由于在解方程組的時(shí)候常常會(huì)碰到小數(shù)減大數(shù)的情況,為了使方程組能解,數(shù)學(xué)家發(fā)明了負(fù)數(shù)。
公元前3世紀(jì),我國(guó)偉大數(shù)學(xué)家劉徽在注解《九章算術(shù)》時(shí)率先給出了負(fù)數(shù)的定義:“今兩算得失相反,要令正負(fù)以名之”,并辯證地闡明:“言負(fù)者未必負(fù)于少,言正者未必正于多。”
在實(shí)踐過(guò)程中,遇到具有相反意義的兩數(shù),以正數(shù)和負(fù)數(shù)來(lái)區(qū)分它們,把“賣(mài)(收入錢(qián))”作為正,則“買(mǎi)(付出錢(qián))”作為負(fù),把“余錢(qián)”作為正,則“不足錢(qián)”作為負(fù).在關(guān)于糧谷計(jì)算的問(wèn)題中,是以益實(shí)(增加糧谷)為正,損實(shí)(減少糧谷)為負(fù)等。
在《九章算術(shù)》中最早提出了正負(fù)數(shù)加減法的法則,描述為“同名相除,異名相益,正無(wú)入正之,負(fù)無(wú)入負(fù)之;其異名相除,同名相益,正無(wú)入正之,負(fù)無(wú)入負(fù)之。”這里“名”就是“號(hào)”,“同名”、“異名”即現(xiàn)在的“同號(hào)”、“異號(hào)”、“除”和“益”則是“減”和“加”,“無(wú)”就是“零”。這段話的前四句說(shuō)的是正負(fù)數(shù)減法法則,后四句說(shuō)的是正負(fù)數(shù)加法法則。
用現(xiàn)在的話說(shuō)就是:“正負(fù)數(shù)的加減法則是:同符號(hào)兩數(shù)相減,等于其絕對(duì)值相減,異號(hào)兩數(shù)相減,等于其絕對(duì)值相加。零減正數(shù)得負(fù)數(shù),零減負(fù)數(shù)得正數(shù)。異號(hào)兩數(shù)相加,等于其絕對(duì)值相減,同號(hào)兩數(shù)相加,等于其絕對(duì)值相加。零加正數(shù)等于正數(shù),零加負(fù)數(shù)等于負(fù)數(shù)?!?/p>
劉徽關(guān)于正負(fù)數(shù)的研究,是建立在當(dāng)時(shí)的人們使用正負(fù)數(shù)運(yùn)算的經(jīng)驗(yàn)之上的,是以凝練的詞語(yǔ)、確切的含義對(duì)這一實(shí)踐的理論升華,是負(fù)數(shù)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。
印度在公元7世紀(jì)才采用負(fù)數(shù),公元628年,印度的《婆羅摩修正體系》一書(shū)中,給出了正數(shù)、負(fù)數(shù)的四則運(yùn)算法則,把負(fù)數(shù)解釋為負(fù)債和損失。
西方首先使用負(fù)數(shù)的是古希臘的丟番圖,盡管不承認(rèn)方程的負(fù)根,但他已知道“減數(shù)乘減數(shù)得加數(shù),加數(shù)乘減數(shù)得減數(shù)”??梢?jiàn)對(duì)正數(shù)、負(fù)數(shù)的四則運(yùn)算他已了如指掌。在解方程中若出現(xiàn)負(fù)根,他就放棄這個(gè)方程,認(rèn)為是不可解的。
1544年,德國(guó)的史提菲把負(fù)數(shù)定義為比任何數(shù)都小的數(shù),1545年,意大利的卡當(dāng)著《大法》,成為歐洲第一部論述負(fù)數(shù)的著作。
1572年,意大利數(shù)學(xué)家邦貝利(1526—1572)在他的《代數(shù)學(xué)》中才給出了負(fù)數(shù)的明確定義。
自然數(shù)的計(jì)數(shù)方法是什么
自然數(shù)的計(jì)數(shù)方法是十進(jìn)制計(jì)數(shù)法。哪一位上滿10就進(jìn)1,如果是個(gè)位滿10就向十位進(jìn)1,這就叫做“十進(jìn)制計(jì)數(shù)法”。
任何一個(gè)自然數(shù)都可以表示成an·10n+an-1·10n-1+……+a1·10+a0的形式。10叫做進(jìn)位基數(shù),a0,a1,…,an是1,2,…,9,0這10個(gè)數(shù)碼中的某一個(gè)。
自然數(shù)是指用以計(jì)量事物的件數(shù)或表示事物次序的數(shù)。即用數(shù)碼0,1,2,3,4……所表示的數(shù)。自然數(shù)由0開(kāi)始,一個(gè)接一個(gè),組成一個(gè)無(wú)窮的集體。自然數(shù)有有序性,無(wú)限性。分為偶數(shù)和奇數(shù),合數(shù)和質(zhì)數(shù)等。
自然數(shù)總和為什么是負(fù)十二分之一
是特殊意義下求和的數(shù)學(xué)問(wèn)題,和量子力學(xué)間的聯(lián)系目前科學(xué)家還沒(méi)有徹底弄清楚,有點(diǎn)類似量子場(chǎng)論中的重整化問(wèn)題。
初等證明過(guò)程:
令S=1+2+3+4+5+6+……;
S1=1-1+1-1+1-1+……;
1-S1=1-1+1-1+1-1+……=S1;
于是S1=1/2;
再令S2=1-2+3-4+5-6+7-……;
2S2=(1-2+3-4+5-6+7-……)+(0+1-2+3-4+5-6+7-……);
=1-1+1-1+1-1+……=S1;
于是S2=S1/2=1/4;
S-S2=(1+2+3+4+5+6+……)-(1-2+3-4+5-6+7-……);
=0+4+0+8+0+12+0+……=4(1+2+3+4+5+6+……)=4S;
于是S=(-1/3)S2=-1/12;
既是1+2+3+4+5+6+……=-1/12。

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