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为什么负数乘负数等于正数,从初中开始就没弄明白,今天终于懂了

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-08-03 21:15:34    作者:微世推-凯伟    浏览次数:325
导读

进入初中学习有理数运算的时候,就会学习到负数乘以负数等于正数(简称"负负得正"),然而无数人跟小编一样,为什么负负得正,限于当时还小自己无法解答问老师也是一样说这是运算规则,你按规则会做题目会运算就行

进入初中学习有理数运算的时候,就会学习到负数乘以负数等于正数(简称"负负得正"),然而无数人跟小编一样,为什么负负得正,限于当时还小自己无法解答问老师也是一样说这是运算规则,你按规则会做题目会运算就行了,当时也只能这样了.想想当时若是深究下去,很可能就是新时代的数学家了.不至于现在还只是一个学霸.哈哈,想多了.


其实"负负得正"是人为设定的,从本质上是不能被证明的,只能被解释,很多人也从数轴及相应的具体事物上可以合理的解释它.为什么负数乘以负数被定义为正数呢,为什么没有被定义为负数呢?当然它不是胡乱设定的,它的设定有其内在规律,下面我们从负数的引入开始解释:


负数引入之后(此处省略好多字,负数的引入大家应该都知道),我们必须定义它们的运算规则,使得算术运算能够保持原来的规律不变,例如我们对负数乘法的定义(-1)(-1)=1,我们希望保持分配律的不变,a(b+c)=ab+ac结果,如果(-1)(-1)=-1,就会有(-1)(1-1)=-2,显然是不符合分配律的,对数学家而言,经过了很长一段时间才认识到"符合规则"的负数及分数运算规则是不能加以证明的,它们是我们创造出来的,为的是保持算术基本规律的条件下使运算能够自如.


甚至数学家欧拉也常借助一个完全不令人信服的讨论来证明(-1)(-1)必须等于1,因为1(-1)=-1,如果(-1)(-1)等于-1,那就乱了.

有理数是我们创造的,其运算规则如果胡乱的定义,例如分数b/a+c/d=a+b/c+d,在逻辑上是允许的,但是从度量的观点来看,这无疑是荒谬的;如果这么定义分数的运算规则,那我们的符号算术将变成毫无意义,人们需要创造一个适度的工具,于是思维就顺应了这个要求而自由发挥.


分数、负数等概念存在的纯数意义很明显,因为这种存在扩大了数的范围,方程及有理数的运算都在这个范围内,不会超出这个范围,我们把这个叫做域.直到19世纪中期,数学家们才完全意识到,在一个扩充的数域的运算,其逻辑和哲学基础本质是形式主义的,于是扩充的数域必须通过定义来创造,这些定义可以是随意的.但是如果在更大的范围内不能保持原来的规则和性质,那扩充的数域将变得毫无意义.故在数学的发展史上,每一次数学危机的产生与解决都离不开数系的扩充,每一次扩充,数的运算规则要么全部延续要么大部分延续,并不会出现任意定义一个新规则.

 
(文/微世推-凯伟)
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