Χαρακτηριστικά ενός πραγματικού αριθμού

Τι είναι ένας αριθμός; Αυτό εξαρτάται. Υπάρχουν ποικίλα διαφορετικά είδη αριθμών, το καθένα με τις δικές του ιδιαίτερες ιδιότητες. Ένα είδος αριθμού, πάνω στο οποίο στατιστική, η πιθανότητα, και ένα μεγάλο μέρος των μαθηματικών βασίζεται, ονομάζεται πραγματικός αριθμός.

Για να μάθουμε τι είναι ένας πραγματικός αριθμός, θα κάνουμε πρώτα μια σύντομη περιήγηση σε άλλα είδη αριθμών.

Αρχικά μαθαίνουμε αριθμούς για να μετρήσουμε. Ξεκινήσαμε με την αντιστοίχιση των αριθμών 1, 2 και 3 με τα δάχτυλά μας. Τότε και συνεχίσαμε όσο μπορούσαμε, που πιθανότατα δεν ήταν τόσο υψηλό. Αυτοί οι αριθμοί μέτρησης ή φυσικοί αριθμοί ήταν οι μόνοι αριθμοί που γνωρίζαμε.

Αργότερα, όταν ασχολείται με την αφαίρεση, αρνητικός εισήχθησαν ολόκληροι αριθμοί. Το σύνολο θετικών και αρνητικών ακέραιων αριθμών ονομάζεται σύνολο ακέραιων αριθμών. Λίγο αργότερα, θεωρήθηκαν λογικοί αριθμοί, που ονομάζονταν επίσης κλάσματα. Δεδομένου ότι κάθε ακέραιος μπορεί να γραφτεί ως κλάσμα με 1 στον παρονομαστή, λέμε ότι οι ακέραιοι αποτελούν ένα υποσύνολο των λογικών αριθμών.

ο αρχαίοι Έλληνες συνειδητοποίησαν ότι δεν μπορούν να σχηματιστούν όλοι οι αριθμοί ως κλάσμα. Για παράδειγμα, η τετραγωνική ρίζα του 2 δεν μπορεί να εκφραστεί ως κλάσμα. Αυτοί οι τύποι αριθμών ονομάζονται παράλογοι αριθμοί. Οι παράλογοι αριθμοί είναι πλούσιοι, και κατά κάποιο τρόπο με έκπληξη, με κάποια έννοια, υπάρχουν περισσότεροι παράλογοι αριθμοί από τους λογικούς αριθμούς. Άλλοι παράλογοι αριθμοί περιλαμβάνουν πι και μι.

Κάθε πραγματικός αριθμός μπορεί να γραφτεί ως δεκαδικό. Τα διαφορετικά είδη πραγματικών αριθμών έχουν διαφορετικά είδη δεκαδικών επεκτάσεων. Η δεκαδική επέκταση ενός ορθολογικού αριθμού τερματίζεται, όπως 2, 3,25 ή 1,2342 ή επανάληψη, όπως .33333.. . Ή .123123123.. . Σε αντίθεση με αυτό, η δεκαδική επέκταση ενός παράλογου αριθμού είναι ατελής και μη επαναλαμβανόμενη. Μπορούμε να το δούμε αυτό στην δεκαδική επέκταση του pi. Υπάρχει μια ατελείωτη σειρά ψηφίων για το pi, και επιπλέον, δεν υπάρχει καμία σειρά ψηφίων που επαναλαμβάνεται επ 'αόριστον.

Οι πραγματικοί αριθμοί μπορούν να απεικονιστούν με τη σύνδεση καθενός από αυτούς σε έναν από τον άπειρο αριθμό σημείων κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής. Οι πραγματικοί αριθμοί έχουν εντολή, που σημαίνει ότι για κάθε δύο ξεχωριστούς πραγματικούς αριθμούς μπορούμε να πούμε ότι το ένα είναι μεγαλύτερο από το άλλο. Κατά συνθήκη, η μετακίνηση προς τα αριστερά κατά μήκος της γραμμής του πραγματικού αριθμού αντιστοιχεί σε μικρότερους και μικρότερους αριθμούς. Η μετακίνηση προς τα δεξιά κατά μήκος της γραμμής πραγματικού αριθμού αντιστοιχεί σε μεγαλύτερους και μεγαλύτερους αριθμούς.

Οι πραγματικοί αριθμοί συμπεριφέρονται όπως άλλοι αριθμοί με τους οποίους είμαστε συνηθισμένοι. Μπορούμε να προσθέσουμε, να αφαιρέσουμε, να πολλαπλασιάσουμε και να τα διαχωρίσουμε (αρκεί να μην διαιρούμε με μηδέν). Η σειρά προσθήκης και πολλαπλασιασμού είναι ασήμαντη, καθώς υπάρχει μια μεταβλητή ιδιότητα. Μια διανεμητική ιδιότητα μας λέει πώς ο πολλαπλασιασμός και η προσθήκη αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι πραγματικοί αριθμοί έχουν εντολή. Λαμβάνοντας υπόψη δύο πραγματικούς αριθμούς Χ και y, γνωρίζουμε ότι ισχύει μόνο ένα από τα παρακάτω:

Χ = y, Χ < y ή Χ > y.

Το ακίνητο που θέτει τους πραγματικούς αριθμούς εκτός από άλλα σύνολα αριθμών, όπως τα λογικά, είναι μια ιδιότητα γνωστή ως πληρότητα. Η πληρότητα είναι λίγο τεχνικό για να εξηγήσει, αλλά η διαισθητική αντίληψη είναι ότι το σύνολο των λογικών αριθμών έχει κενά σε αυτό. Το σύνολο των πραγματικών αριθμών δεν έχει κενά, επειδή είναι πλήρες.

Για παράδειγμα, θα εξετάσουμε την ακολουθία των λογικών αριθμών 3, 3.1, 3.14, 3.141, 3.1415... Κάθε όρος αυτής της ακολουθίας είναι μια προσέγγιση προς το pi, που λαμβάνεται με την περικοπή της δεκαδικής διαστολής για pi. Οι όροι αυτής της ακολουθίας πλησιάζουν και πλησιάζουν στην pi. Ωστόσο, όπως αναφέραμε, το pi δεν είναι ένας λογικός αριθμός. Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε παράλογους αριθμούς για να συνδέσουμε τις τρύπες της γραμμής αριθμών που συμβαίνουν μόνο με βάση τους λογικούς αριθμούς.

Δεν πρέπει να αποτελεί έκπληξη ότι υπάρχει ένας άπειρος αριθμός πραγματικών αριθμών. Αυτό μπορεί να φανεί αρκετά εύκολο όταν θεωρούμε ότι ολόκληροι αριθμοί αποτελούν ένα υποσύνολο των πραγματικών αριθμών. Θα μπορούσαμε επίσης να δούμε αυτό, συνειδητοποιώντας ότι η γραμμή αριθμών έχει άπειρο αριθμό σημείων.

Αυτό που προκαλεί έκπληξη είναι ότι το άπειρο που χρησιμοποιείται για να μετράει τους πραγματικούς αριθμούς είναι διαφορετικό από το άπειρο που χρησιμοποιείται για να μετράει ολόκληρους αριθμούς. Ολόκληροι αριθμοί, ακέραιοι και ορθολογισμοί είναι απεριόριστα. Το σύνολο των πραγματικών αριθμών είναι απεριόριστα άπειρο.

Οι πραγματικοί αριθμοί παίρνουν το όνομά τους για να τους ξεχωρίζουν από μια ακόμα γενίκευση στην έννοια του αριθμού. Ο φανταστικός αριθμός Εγώ ορίζεται ως η τετραγωνική ρίζα του αρνητικού. Οποιοσδήποτε πραγματικός αριθμός πολλαπλασιάζεται με Εγώ είναι επίσης γνωστός ως φανταστικός αριθμός. Οι φανταστικοί αριθμοί σίγουρα τεντώνουν τη σύλληψή μας για τον αριθμό, καθώς δεν είναι καθόλου αυτό που σκεφτήκαμε όταν πρωτομάθαμε να μετράμε.