“初等代数研究之若干问题”

1:试说明在数系的扩充过程中,从自然数到复数的每一次扩充,数的性质增加了什么?减少了什么?
2:复数不能规定大小的含义是什么?
3:试从公理方法的客观性说明公理方法是一种科学的数学方法。

整理一下读大学时的一些笔记摘抄,力求全面,花了很多时间。但还显得很凌乱...唯一希望对大家有所帮助。

一、数系的扩张分类

减法 除法 极限 代数方程
自然数→整数→有理数→实数 → 复数→哈密尔顿四元数→凯来八元数
分数 无理数 虚数

二、我们的学习的数系分类是与数系扩张的历史不完全一致的。
原始人类清点数目时,只知道1,2,3等,当数目再大点的时候,只好用“许多”来表示。由此产生了自然数。
在负数产生之前,早就有了无理数的概念。
在实数理论还没严密的时候,就已经产生了虚数的概念。

三、自然数(此处指不含零的自然数)

1。皮亚诺公理:
①1是自然数;
②每一个确定的自然数a,都有一个确定的后继数a' ,a' 也是自然数(一个数的后继数就是紧接在这个数后面的数,例如,1的后继数是2,2的后继数是3等);
③如果b、c都是自然数a的后继数,那么b = c;
④1不是任何自然数的后继数;
⑤任意关于自然数的命题,如果证明了它对自然数1是对的,又假定它对自然数n为真时,可以证明它对n' 也真,那么,命题对所有自然数都真。

2。满足上面5条公理的数的集合,叫自然数集,记作N。
N中的每个元素叫自然数。

3。自然数的运算定义
满足 a+1=a',a+b'=(a+b)' 的运算“+”叫自然数的加法。
满足 a*1=a',a*b'=a*b+a 的运算“*”叫自然数的乘法。

4。例题:
求证:2+3=5
证明:因为2+1=2',2'=3
所以2+1=3
因为2+2=2+1'=(2+1)'=3',3'=4
所以2+2=4
因为2+3=2+2'=(2+2)'=4',4'=5
所以2+3=5 (证毕)

ps:联想到很多人动不动就说自己证明了“歌德巴赫猜想:一加一等于2”,真是有点让人啼笑皆非!

5。自然数运算律:
加法交换律:a+b=b+a
乘法交换律:a*b=b*a
加法结合律:(a+b)+c=a+(b+c)
乘法结合律:(a*b)*c=a*(b*c)
乘法对加法的分配律:a*(b+c)=a*b+a*c

以上的运算律都是可以证明成立的,而不是想当然地,自然而然地就成立了的。

(待续)

从实数到复数,偏序结构被破坏了。不是阿基米德序了,不能规定大小
而从复数到四元数,交换率没了,换言之,a*b不等于b*a了
再到八元数,连结合率也没了。。。
数的范围越来越大,性质就越来越少了。
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第1个回答  2013-09-24
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