分类:倒数

来自Big Physics


定义和含义

倒数,指的是,给定两个数a和b,对于任何数a,我们都可以找到一个某种意义上相反的数b,使得 [math]\displaystyle{ a \times b =1 }[/math] 成立,这个时候我们可以说a是b的倒数,同时b也是a的倒数[1]

其本质就是乘法逆元。

层次标注

在这里,它属于第二层知识,即学科概念。

从分数的变换来看倒数

有了分数的概念后,我们可以换个视角来理解倒数[1]

因为要满足 [math]\displaystyle{ a \times b =1 }[/math] ,所以我们把a和b整体看作是1。于是我们有 [math]\displaystyle{ c \times a \times b = c }[/math]

也就是在一个数c上面先乘以a再乘以b还回到c。 [math]\displaystyle{ c \times a }[/math] 的含义就是把c扩大到它的a倍,也就是把a个c加起来。如果我们要重新得到c,则把这个 [math]\displaystyle{ c \times a }[/math] 分成a份,那么,每一份就正好还是原来的c。根据分数的含义,均匀分成a份取其中的一份,就是分数 [math]\displaystyle{ \frac{1}{a} }[/math] , 因此有 [math]\displaystyle{ b = \frac{1}{a} }[/math]

当然,如果我们理解等式的性质,那么我们对于 [math]\displaystyle{ a \times b =1 }[/math] ,我们在等式左右两边除以a,可以得到 [math]\displaystyle{ b = \frac{1}{a} }[/math] ,如果在等式左右两边除以b,可以得到 [math]\displaystyle{ a = \frac{1}{b} }[/math] 。这是从变换和计算的角度来验证我们上面的从含义上的思考没问题。

对于一般数学概念的理解,我们都鼓励你先从含义上想明白,然后再补充其他角度的理解。慢慢体会吧!

乘法逆元

倒数,其实就是在实数集上的乘法逆元,这其实是倒数的定义。如果你理解了这个层面,那么你就基本上掌握倒数了。

我们知道,乘法单位元是一,在实数集上,给定任意一个实数a,我们可以找到那个实数关于乘法的逆元b,也就使得[math]\displaystyle{ a \times b = 乘法单位元 = 1 }[/math] ,于是为了给这样一个和数a一一对应的数b一个名称,我们称满足这样关系的数b是数a的乘法逆元。同样,也可以称数b是数a的乘法逆元。于是我们有,数a和数b互为彼此的乘法逆元。

这样的视野,是更抽象的,更一般的视野。希望你可以尽量去理解和体会这样的视野,帮助你从小就学会像数学家一样去看待世界。

  1. 1.0 1.1 吴金闪,《小数数学这样学》,浙江人民出版社,2023, http://www.systemsci.org/jinshanw/books

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