数的演变过程手抄报内容

如题所述

数的产生:

大约在5000年以前,埃及的祭司已在一种用芦苇制成的草纸上书写数的符号,而美索不达米亚的祭司则是写在松软的泥板上。

他们除了仍用单划表示“-”以外,还用其它符号表示“+”或者更大的自然数;他们重复地使用这些单划和符号,以表示所需要的数字。

公元前1500年,南美洲秘鲁印加族(印第安人的一部分)习惯于“结绳记数”──每收进一捆庄稼,就在绳子上打个结,用结的多少来记录收成。

“结”与痕有一样的作用,也是用来表示自然数的。根据我国古书《易经》的记载,上古时期的中国人也是“结绳而治”,就是用在绳上打结的办法来记事表数。

后来又改为“书契”,即用刀在竹片或木头上刻痕记数.用一划代表“一”。直到今天,我们中国人还常用“正”字来记数.每一划代表“一”。

数的进化

自然数添上分数,再添上负数就成为了有理数(当然还要添上0);有理数再加无理数就成为实数。可是光有实数还不够,再加上新来的虚数,这就诞生了更广泛的数——复数。

为什么在数的世界里,要从自然数扩大到实数呢?仔细想一想,这里有个一贯的原则。比如,有一个人只知道10以内的数。

1,2,3,…,10

当然,对这个人来说,加法也是不太行的。也就是说,即使取其中任意两个数相加,也有可能答不上来。如果是2+3,他知道是5。要是6+7的话,他只好说“不知道”了。即使他知道10000以内的数也是一样,因为6000+7000的答案不可能在10000以内的数里找出来。

因此,为了无限制地进行+运算,就必须有无限多的自然数。这样就产生了所谓无限多的自然数的整体的想法,这就是

1,2,3,…

想象有这样一个自然数的整体,就可以自由地进行+运算了。这时,自然数的整体对于+来说叫做闭合。由于乘法也是自然数的相乘,是加法的重复,因此也能自由地进行。也就是说,自然数的整体对于×是闭合的。

所以在只考虑+或×的时候,只要自然数就够用,没有必要考虑新的数。

可是,要考虑×的逆运算÷的时候,自然数就不再闭合。因为任意取两个自然数作除法,结果不一定是自然数。例如,2÷3的结果就不是自然数。

自然数的范围太狭窄了,要想自由地进行除法运算,就必须增加新的数,这就是分数。在自然数与分数合起来的更宽广的数的范围内,+,×,÷就可以自由地进行。

然而,想到+的逆运算-的时候,这个范围又窄了。因为不能小数减大数,例如2-5,即使写出这个式子,也得不出答案。

为了让这个式子也能有答案,就必须想出-3这样一个新数。也就是说,要自由地做-运算,需要有一种新的数——负数。

把数的范围扩大到正的自然数、负的自然数及分数,即有理数时,+,-,×,÷四则运算可以无限制地进行。换句话说,有理数对于四则运算是闭合的。

19世纪,数学家伽罗瓦把对于四则运算闭合的数的集合叫做域。按照这个叫法,也可以说整个有理数的集合是域。当然,叫域的除了有理数之外还有许多,对于我们来说,最熟悉的首先就是有理数。

当数的世界扩展到有理数时,+,-,×,÷计算虽然能自由地进行,但是还不具有连续性,所以仍然不能表示直线上所有的点。填满这些空缺就需要无理数,有理数与无理数合起来就是实数,有了实数就可以表示直线上所有的点。

总而言之,实数的集合就是对于+,-,×,÷闭合的一个域,同时还具有连续性。到此为止,似乎可以认为数的世界扩展暂时停止了。

可是,如果实数世界就是终点,数的交响乐不过是缺少最后乐章的未完成的交响乐而已。随着实数而来的最后的乐章就是复数。

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