自然数、分数、小数、负数的由来与发展

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0oo大叔
0oo大叔 2023-03-22 17:21
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  • 2023-03-22 18:20

    在数字王国中以前是没负数的。有一天“零”正在瞪大意见思索,数字王国中没最大的却有最小的,那就是我,哎,为什么偏偏我是最小的呢?想了半天终于有了一个好注意。第二天,零把“加”“减”“乘”“除”请到家里。零先是美言相说:“四位大哥,你们是我们这的***,权利极大,没有人不怕你们,肯定能帮我提高地位。但不知大哥们是否能帮我?”虽然零美言相说,但他们不愿为零出头。加减乘除异口同声:“我们可是很忙的,不要没事有事就找我们。”零心想第一套方案失败,实施第二套方案。他说:“在胡同口,我听到有人在说你们的坏话,他们说加号大哥虽然是你们之中的老大,但还不如乘号大哥厉害呢。乘号大哥虽然比加好大哥稍微强了那么一点点,但没有乘口决这个帮手,还不是个废物?减号大哥只会帮到忙,减少他们的数值,说你是故意的。除号阿哥也一样。”听他们几个兄弟勃然大怒说:“你这口气大哥帮你出定了。”不一会儿,他们几个气势汹汹地来到大街说:“哪个小子说我们环话?给我站出来。”话音未落,数字们就全跑了。数字们想:他们准是又来找茬的。这时,一个数字却站了出来说:“你们敢跟我比吗?”加号听后说:“还挺勇敢的呢。那我和你比试比试。”已往他们找茬时,都在街上随便抓一个数字加起来都比原来的大。可他们现在只有零这个帮手。零跟哪个数相加还是原来的数。所以加号和那个数打成平手。因那个数体力好,战胜了加号。加号败阵后乘号跟着上,可零和哪个数相乘等于零,所以也打不过这个数,平常加号,乘号上了就OK了。可现在……除,减平时也没什么本领,想就此拔了。可零说:“你有本事就把我放在零前面和减号比。”那个数字说:“行,不过要是再胜了,你们就不再烦村民了。”那个数字想:行,你们输定了。可是没想到,这样竟得出了一个数,那就是负数,负数比零还小。于是数字王国中又多了一个负数,零的阴谋也得逞了。虽然零现在不是最小的数,但他变得十分孤单,因为在整数里他既不是负数也不是正数。真是:好人有好报,坏人也有坏报。

    大约公元前5世纪,不可通约量的发现导致了毕达哥拉斯悖论。当时的毕达哥拉斯学派重视自然及社会中不变因素的研究,把几何、算术、天文、音乐称为"四艺",在其中追求宇宙的和谐规律性。他们认为:宇宙间一切事物都可归结为整数或整数之比,毕达哥拉斯学派的一项重大贡献是证明了勾股定理,但由此也发现了一些直角三角形的斜边不能表示成整数或整数之比(不可通约)的情形,如直角边长均为1的直角三角形就是如此。这一悖论直接触犯了毕氏学派的根本信条,导致了当时认识上的"危机",从而产生了第一次数学危机。

    负数人们在生活中经常会遇到各种相反意义的量。比如,在记帐时有余有亏;在计算粮仓存米时,有时要记进粮食,有时要记出粮食。为了方便,人们就考虑了相反意义的数来表示。于是人们引入了正负数这个概念,把余钱进粮食记为正,把亏钱、出粮食记为负。可见正负数是生产实践中产生的。 据史料记载,早在两千多年前,我国就有了正负数的概念,掌握了正负数的运算法则。人们计算的时候用一些小竹棍摆出各种数字来进行计算。比如,356摆成||| ,3056摆成等等。这些小竹棍叫做“算筹”算筹也可以用骨头和象牙来制作。 我国三国时期的学者刘徽在建立负数的概念上有重大贡献。刘徽首先给出了正负数的定义,他说:“今两算得失相反,要令正负以名之。”意思是说,在计算过程中遇到具有相反意义的量,要用正数和负数来区分它们。 刘徽第一次给出了正负区分正负数的方法。他说:“正算赤,负算黑;否则以邪正为异”意思是说,用红***的小棍摆出的数表示正数,用黑***的小棍摆出的数表示负数;也可以用斜摆的小棍表示负数,用正摆的小棍表示正数。 我国古代著名的数学专著《九章算术》(成书于公元一世纪)中,最早提出了正负数加减法的法则:“正负数曰:同名相除,异名相益,正无入负之,负无入正之;其异名相除,同名相益,正无入正之,负无入负之。”这里的“名”就是“号”,“除”就是“减”,“相益”、“相除”就是两数的绝对值“相加”、“相减”,“无”就是“零”。 用现在的话说就是:“正负数的加减法则是:同符号两数相减,等于其绝对值相减,异号两数相减,等于其绝对值相加。零减正数得负数,零减负数得正数。异号两数相加,等于其绝对值相减,同号两数相加,等于其绝对值相加。零加正数等于正数,零加负数等于负数。” 这段关于正负数的运算法则的叙述是完全正确的,与现在的法则完全一致!负数的引入是我国数学家杰出的贡献之一。 用不同颜***的数表示正负数的习惯,一直保留到现在。现在一般用红***表示负数,报纸上登载某国经济上出现赤字,表明支出大于收入,财政上亏了钱。 负数是正数的相反数。在实际生活中,我们经常用正数和负数来表示意义相反的两个量。夏天武汉气温高达42°C,你会想到武汉的确象火炉,冬天哈尔滨气温-32°C一个负号让你感到北方冬天的寒冷。 在现今的中小学教材中,负数的引入,是通过算术运算的方法引入的:只需以一个较小的数减去一个较大的数,便可以得到一个负数。这种引入方法可以在某种特殊的问题情景中给出负数的直观理解。而在古代数学中,负数常常是在代数方程的求解过程中产生的。对古代巴比伦的代数研究发现,巴比伦人在解方程中没有提出负数根的概念,即不用或未能发现负数根的概念。3世纪的希腊学者丢番图的著作中,也只给出了方程的正根。然而,在中国的传统数学中,已较早形成负数和相关的运算法则。 除《九章算术》定义有关正负运算方法外,东汉末年刘烘(公元206年)、宋代扬辉(1261年)也论及了正负数加减法则,都与九章算术所说的完全一致。特别值得一提的是,元代朱世杰除了明确给出了正负数同号异号的加减法则外,还给出了关于正负数的乘除法则。他在算法启蒙中 负数在国外得到认识和被承认,较之中国要晚得多。在印度,数学家婆罗摩笈多于公元628年才认识负数可以是二次方程的根。而在欧洲14世纪最有成就的法国数学家丘凯把负数说成是荒谬的数。直到十七世纪荷兰人日拉尔(1629年)才首先认识和使用负数解决几何问题。 与中国古代数学家不同,西方数学家更多的是研究负数存在的合理性。16、17世纪欧洲大多数数学家不承认负数是数。帕斯卡认为从0减去4是纯粹的胡说。帕斯卡的朋友阿润德提出一个有趣的说法来反对负数,他说(-1):1=1:(-1),那么较小的数与较大的数的比怎么能等于较大的数与较小的数比呢?直到1712年,连莱布尼兹也承认这种说法合理。英国数学家瓦里承认负数,同时认为负数小于零而大于无穷大(1655年)。他对此解释到:因为a>0时,英国著名代数学家德·摩根 在1831年仍认为负数是虚构的。他用以下的例子说明这一点:“父亲56岁,其子29岁。问何时父亲年龄将是儿子的二倍?”他列方程56+x=2(29+x),并解得x=-2。他称此解是荒唐的。当然,欧洲18世纪排斥负数的人已经不多了。随着19世纪整数理论基础的建立,负数在逻辑上的合理性才真正建立。 自然数 数的概念最初不论在哪个地区都是1、2、3、4……这样的自然数开始的,但是记数的符号却大不相同。 古罗马的数字相当进步,现在许多老式挂钟上还常常使用。实际上,罗马数字的符号一共只有7个:I(代表1)、V(代表5)、X(代表10)、L(代表50)、C代表100)、D(代表500)、M(代表1,000)。这7个符号位置上不论怎样变化,它所代表的数字都是不变的。它们按照下列规律组合起来,就能表示任何数: 1.重复次数:一个罗马数字符号重复几次,就表示这个数的几倍。如:“III”表示“3”;“XXX”表示“30”。 2.右加左减:一个代表大数字的符号右边附一个代表小数字的符号,就表示大数字加小数字,如“VI”表示“6”,“DC”表示“600”。一个代表大数字的符号左边附一个代表小数字的符号,就表示大数字减去小数字的数目,如“IV”表示“4”,“XL”表示“40”,“VD”表示“495”。 3.上加横线:在罗马数字上加一横线,表示这个数字的一千倍。 其他国家和地区的人民,则是普遍认同十位进制的记数符号,即1、2、3、4、5、6、7、8、9,遇到“零”就用黑点“·”表示,比如“6708”,就可以表示为“67·8”。后来这个表示“零”的“·”,逐渐变成了“0”。 如果你细心观察的话,会发现罗马数字中没有“0”。其实在公元5世纪时,“0”已经传入罗马。但罗马教皇凶残而且守旧。他不允许任何使用“0”。有一位罗马学者在笔记中记载了关于使用“0”的一些好处和说明,就被教皇召去,施行了拶刑,使他再也不能握笔写字。 现在***用的数符号1、2、3、4、5、6、7、8、9、0,人们称之为***数字。实际上它们是古代印度人最早使用的。后来***人把古希腊的数学融进了自己的数学中去,又把这一简便易写的十进制位值记数法传遍了欧洲,逐渐演变成今天的***数字。================================== 附: 后来人们发现,仅仅能表示自然数是远远不行的。如果分配猎获物时,5个人分4件东西,每个人人该得多少呢?于是分数就产生了。自然数、分数和零,通称为算术数。自然数也称为正整数。 接着人们又发现很多数量具有相反的意义,比如增加和减少、前进和后退,为了表示这样的量,又产生了负数。正整数、负整数和零,统称为整数。如果再加上正分数和负分数,就统称为有理数。公元前2500年,毕达哥拉斯的学生在研究1与2的比例中项时,发现没有一个能用整数比例写成的数可以表示它,这个新数的出现使毕达哥拉斯感到震惊,紧接着人们又发现了很多不能用两整数之比写出来的数,如圆周率就是最重要的一个,人们就把这些数称作无理数。有理数和无理数一起统称为实数。但在解方程的时候常常需要开平方,如果被开方数负数,这道题还有解吗?如果没有解,那数*算就像走在死胡同中那样处处碰壁。于是数学家们就规定用符号“i”表示“-1”的平方根,即,虚数就这样诞生了。 数的概念发展到虚数以后,在很长一段时间内,连某些数学家也认为数的概念已经十分完善了,数学家族的成员已经都到齐了。可是1843年10月16日,英国数学家哈密尔顿又提出了“四元数”的概念。所谓四元数,就是由一个标量 (实数)和一个向量(其中x、y、z为实数)组成的数。四元数在数论、群论、量子理论以及相对论等方面有广泛的应用。与此同时,人们还开展了对“多元数”理论的研究。 到目前为止,数的家庭已发展得十分庞大。 公元3世纪,也就是1600多年前,我国伟大的数学家刘徽就提出了小数. 最初,人们表示小数只是用文字,直到13世纪,才有人用低一格的表示方法表示小数,如8.23记做 , 左边的数表示整数部分,右下方的数表示小数部分. 古代,还有人记小数是将小数部分的各个数字用圆圈圈起来,例如:1.5记做1⑤ ,这么一圈,就把整数部分和小数部分分开了.这种记法后来传到了中亚和欧洲. 公元1427年,中亚数学家阿尔?卡西又创造了新的小数记法,他是用将整数部分与小数部分分开的方法记小数.如3.14记做3 14. 到了16世纪,欧洲人才开始注意的小数的应用.在欧洲,当时有人这样记小数,如:3.1415记做3◎1①4②1③5④.◎可以看作整数部分与小数部分的分界标志,圈里的数字表示的是数位的顺序,这种记法很有趣,但是很麻烦. 直到公元1592年,瑞士的数学家布尔基对小数的表示方法作了较大的改进,他用一个小圆圈将整数部分与小数部分分割开,例如:5。24……数中的小圆圈实际起到了小数点的作用. 又过了一段时间,德国的数学家克拉维斯又用小黑点代替了小圆圈.于是,小数的写法就成了我们现在的表示方法. 但是,用小数点表示,在不同的国家也有不同的方法.现在,小数点的写法有两种:一种是用“,”;一种是用小黑点“.”. 在德国、法国等国家常用“,”,写出的小数如3,42、7,51……,而英国和北欧一些国家则和我国一样,用“.”表示小数点,如1.3、4.5……

    数的概念最初不论在哪个地区都是1、2、3、4……这样的自然数开始的,但是记数的符号却大不相同。 古罗马的数字相当进步,现在许多老式挂钟上还常常使用。实际上,罗马数字的符号一共只有7个:I(代表1)、V(代表5)、X(代表10)、L(代表50)、C代表100)、D(代表500)、M(代表1,000)。这7个符号位置上不论怎样变化,它所代表的数字都是不变的。它们按照下列规律组合起来,就能表示任何数: 1.重复次数:一个罗马数字符号重复几次,就表示这个数的几倍。如:“III”表示“3”;“XXX”表示“30”。 2.右加左减:一个代表大数字的符号右边附一个代表小数字的符号,就表示大数字加小数字,如“VI”表示“6”,“DC”表示“600”。一个代表大数字的符号左边附一个代表小数字的符号,就表示大数字减去小数字的数目,如“IV”表示“4”,“XL”表示“40”,“VD”表示“495”。 3.上加横线:在罗马数字上加一横线,表示这个数字的一千倍。 其他国家和地区的人民,则是普遍认同十位进制的记数符号,即1、2、3、4、5、6、7、8、9,遇到“零”就用黑点“·”表示,比如“6708”,就可以表示为“67·8”。后来这个表示“零”的“·”,逐渐变成了“0”。 如果你细心观察的话,会发现罗马数字中没有“0”。其实在公元5世纪时,“0”已经传入罗马。但罗马教皇凶残而且守旧。他不允许任何使用“0”。有一位罗马学者在笔记中记载了关于使用“0”的一些好处和说明,就被教皇召去,施行了拶刑,使他再也不能握笔写字。 现在***用的数符号1、2、3、4、5、6、7、8、9、0,人们称之为***数字。实际上它们是古代印度人最早使用的。后来***人把古希腊的数学融进了自己的数学中去,又把这一简便易写的十进制位值记数法传遍了欧洲,逐渐演变成今天的***数字。 ================================== 附: 后来人们发现,仅仅能表示自然数是远远不行的。如果分配猎获物时,5个人分4件东西,每个人人该得多少呢?于是分数就产生了。自然数、分数和零,通称为算术数。自然数也称为正整数。 接着人们又发现很多数量具有相反的意义,比如增加和减少、前进和后退,为了表示这样的量,又产生了负数。正整数、负整数和零,统称为整数。如果再加上正分数和负分数,就统称为有理数。公元前2500年,毕达哥拉斯的学生在研究1与2的比例中项时,发现没有一个能用整数比例写成的数可以表示它,这个新数的出现使毕达哥拉斯感到震惊,紧接着人们又发现了很多不能用两整数之比写出来的数,如圆周率就是最重要的一个,人们就把这些数称作无理数。有理数和无理数一起统称为实数。但在解方程的时候常常需要开平方,如果被开方数负数,这道题还有解吗?如果没有解,那数*算就像走在死胡同中那样处处碰壁。于是数学家们就规定用符号“i”表示“-1”的平方根,即,虚数就这样诞生了。 数的概念发展到虚数以后,在很长一段时间内,连某些数学家也认为数的概念已经十分完善了,数学家族的成员已经都到齐了。可是1843年10月16日,英国数学家哈密尔顿又提出了“四元数”的概念。所谓四元数,就是由一个标量 (实数)和一个向量(其中x、y、z为实数)组成的数。四元数在数论、群论、量子理论以及相对论等方面有广泛的应用。与此同时,人们还开展了对“多元数”理论的研究。 到目前为止,数的家庭已发展得十分庞大。参考资料:http://w1w1.bokee.com/1517709.html

    参考资料:参考资料:http://w1w1.bokee.com/1517709.html

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