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有理数的乘法青{读:qīng}岛版教案

2025-02-08 16:58:25Family

有理数的乘法法则?有理数乘法法则即两数相乘,同号得正,异号得负,并把绝对值相乘。任何一个数与0相乘,积仍为0。乘积是1的两个数互为倒数。多个有理数相乘,几个不是0的数相乘负因数的个数是偶数时,积为正数负因数的个数是奇数时,积为负数

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有理数的乘法法则?

有理数乘法法则即两数相乘,同号得正,异号得负,并把绝对值相乘。任何一个数与0相乘,积仍为0。乘积是1的两个数互为倒数。多个有理数相乘,几个不是0的数相乘负因数的个数是偶数时,积为正数负因数的个数是奇数时,积为负数。

有理数域加减乘除都是封闭的,那为什么部分无理数可以表示为有理数加减后的无穷级数呢?

说有理数域对加减乘除都封闭,这句话是没有问题的,但是有一些细节需要澄清。

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1.什么叫集合对某种运算封闭?

数与数之间是可以做运算#28operation#29的,比如加减乘除都是运算。

由一些数组成的集合,如果从集合里面任意拿两个数做某种运算,得到的结果仍属于这个集合(繁体:閤),就称这个集合对于澳门永利该运算是封闭的#28closed#29。

比如(读:rú)自然数集对加法就是封闭的,而自然数集的减法就不是封闭的。

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2.为什么说有理数集对加减乘除4种运算都是封闭的?

这个证明比较简单,我们知道有理数就是可以写成两个整数之比的数,那我们可以进行如下运算

上面这4个式子就表明了,任意两个有理数{pinyin:shù}做加减乘除运算得到的结果仍然还是有{拼音:yǒu}理数,因此说有理数集对加减乘除4种运算封闭。而对《繁体:對》于这4个运算封闭的集合,我们称之为域#28field#29,所以有理数集也称为有理数域。

3.是否有一些无理数可以表示成无限多个有理数相加的无穷级数?

这种情况是存在的,而且例子非常多,比如下面两个非常著名的式子都与欧拉#28Euler#29有关:

事实上,任意一个无【pinyin:wú】理数都可以,表示成无《繁:無》限多个有[yǒu]理数相加,比如圆周率π:

4.求和的两个层次

那么问题出在哪儿了呢?我们需要搞清一个问题,求和跟求和也是不一样的。

这样情况下,我们研究两种和,一个是有限和(读:hé)#28finite sum#29,另外{pinyin:wài}一种是无限和#28infinite sum#29。

有限和顾名思义就是有限多个数相{拼音:xiāng}加,如果是n个数相加,我们[繁体:們]一般用如下(读:xià)的符号表示:

比如等差数列中大名鼎鼎的首项加尾项乘以项数除以2,其实就是有限和。

而无限和自然就jiù 是无限多个数相加,它的世界杯符号也可以如下表示:

这就是我们澳门永利在高等数学里面学过的无(繁:無)穷级数#28infinite series#29。

无限和一般是没法直接计算的,我们需要把它转化一下,先{拼音:xiān}求出有限和,也叫部分和#28partial sum#29,然后{pinyin:hòu}再让部分和取一个极限:

而这[繁体:這]个和存在不存在,那就由Sn的敛散性决定了。

有限和与无限和(练:hé)是两个截然不同澳门威尼斯人的概念,使用时要千万小心注意区分。

4.答案

那么题主所问的问题,答案也就非常清楚了。有理数域对加减乘除封闭指的是有限次运算封闭,而不是无限次运算。因此你把无限多个有理数加在一起,它就不一定满足了,结果就不一定是有理数,有可能就是无理数。

5.任意和

其实关于求和还有第三个层次叫做任意和#28arbitrary sum#29,它比上面说的无限和还要过分,甚至都无法用正常的连加符号来表示,比如我想把闭区间[0,1]上所有的实数加在一起,该如何表示呢?我们只能借助如下类似于指标的方法来表示:

这种(繁:種)求和就非常复杂了。它的计算方法是,求出在这个区间内所有有限个《繁:個》数的【pinyin:de】和的上确界,这需要非常高超的运算技巧和严格的数学定义。

6.题外话

我们上面一共讨论了三种类型的运算,有限个无限个,和任意个,这三个东西是完全不同的性质也不是通用的,你不能说某个性质对有限运算成立,则它对无限运算也成立。

举个简单的例子,集合之间有交集,并集运算。如果两个集开云体育合都是有界的,那它们的并集也是有界的,只需要取那两个界中最大的那个就可以了。但是无限多个有界数集的并集可不(拼音:bù)一定是有界的了,比如我把[1,2],[2,3],[3,4],...,这无限多个小区间并起来就是整个非负半轴,它显然是无界的。

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甚至于,对两《繁体:兩》个数进行运算所满足的性质,不一定对三个,或者n个就满足。你不能有某个性质对两个数的运算满足,就天然地认为它对n个数也满[繁体:滿]足。通常情况下,我们需要使用数学归纳法来利用两个推到n个。

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