數(shù)系的擴(kuò)充

? 我們現(xiàn)在是經(jīng)常會用到數(shù)字的,像測量、計算、記賬等等都需要用到數(shù)字,所以它在我們生活中是很常見的。但是在古代,是不存在數(shù)字的,人們那個時候還沒有發(fā)明數(shù)字。但是從他們發(fā)明自然數(shù)開始,就對數(shù)系的認(rèn)知不斷擴(kuò)展,那么古人是怎么研究出數(shù)字的呢?

? 首先,人們每天都需要打獵,需要吃飽。但是數(shù)據(jù)太亂就沒法分配獵物了。為了解決這個統(tǒng)計問題,人們發(fā)明了“1、2、3”等數(shù)字,這就是以“1”為計數(shù)單位的自然數(shù)。人們開始用到這種數(shù):統(tǒng)計獵物數(shù)量的時候,他們就會使用自然數(shù)。例如:今日打到了一只羊,兩條狗、三只豬、四只鳥——自然數(shù)給人們統(tǒng)計獵物的困擾帶來了很大的幫助,而人們現(xiàn)在就會用系繩子,小木棒,以及擺石子等方式來統(tǒng)計它。

? 但是人們又遇到了問題,有時候他們的獵物不能在以自然數(shù)為份數(shù)的情況下來均分每個人的獵物,可能打到了一只老虎卻要平均分給四個人。這要怎么分呢?

? 他們想到可以把獵物本體分開,如果要把一只獵物平均分給一些人,那么分的份數(shù)就是這些人的人數(shù),每個人都會得到相等的一份。獵物是一個整體,也就是單位1,要平均分給四個人,就是1÷4,答案就是四分之一,每個人平均分到這只獵物的四分之一,這就是分?jǐn)?shù)的概念。在遇到某些整體不能平均分的情況下,就能用分?jǐn)?shù)解決這個問題。

? 另一種數(shù)系——小數(shù),它并不代表一個整體,有時候會多出或者少一部分,但是這一部分不到一個整體,就比如說1.3,除了整體1以外,還多出了0.3一部分,但是它并不到一個整體。這種數(shù)系解決了古人統(tǒng)計獵物時遇到的“有些獵物不是整體”的問題。

? 但是在實踐中,人們經(jīng)常會遇到借貸等商品交換問題,他們不知道如何區(qū)分盈利與虧空。況且很多數(shù)學(xué)家在解方程組的時候,往往會遇到一個數(shù)減去比它更大的數(shù),例如:1-2。那么人們就發(fā)明了負(fù)數(shù)的概念。負(fù)數(shù)小于零,它與正數(shù)(比零大的數(shù))是一對意義相反的量,比如:-1和1就是一對意義相反的量。人們把收入記為正數(shù),支出記為負(fù)數(shù)。如果你得到了10塊錢,那么就用正數(shù)表示+10;如果你支了出了10塊錢,那么就用負(fù)數(shù)表示。

? 人們已經(jīng)出了這么多數(shù)系,他們對數(shù)的認(rèn)知就不限制在自然數(shù)了,他們把數(shù)系從自然數(shù)擴(kuò)充到有理數(shù)。當(dāng)時,那些人以為所有的數(shù)都是有理數(shù),他們認(rèn)為所有的數(shù)都可以表示成整數(shù)或者兩數(shù)之比。

? 但是在公元400年前,數(shù)學(xué)家希帕索思發(fā)現(xiàn)了一個令人費解的“問題”:一個邊長為1的正方形的對角線,是不能用整數(shù)和分?jǐn)?shù)來表示的,所以這個數(shù)很奇怪。這個問題徹底打破了人們對數(shù)系的認(rèn)知,希臘人已經(jīng)以“所有的數(shù)都是有理數(shù)”為他們的信仰。由此引發(fā)了一次數(shù)學(xué)危機,希帕索思也被推入海中。

? 但是這還沒完。有一名叫攸多克薩斯的學(xué)生創(chuàng)造了新的比例理論。這個時候,人們才開始相信無理數(shù)的存在。他們對數(shù)系的認(rèn)知中又多了這一點,所以他們再次將數(shù)系擴(kuò)充,已經(jīng)擴(kuò)充到了實數(shù)。實數(shù)分為有理數(shù)和無理數(shù),其中有理數(shù)又分為兩類:整數(shù)和分?jǐn)?shù)。整數(shù)分為兩類:正整數(shù)和負(fù)整數(shù)。分?jǐn)?shù)也分為兩類:正分?jǐn)?shù)和負(fù)分?jǐn)?shù)。

? 但是數(shù)學(xué)世界又出現(xiàn)了一種矛盾:X的平方+1=0。數(shù)學(xué)家們認(rèn)為,這種方程在數(shù)學(xué)領(lǐng)域無解。這確實令人費解,那么我們怎么才能解決這個方程,并推出它的原理呢?

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