分类:代数

来自Big Physics
Xiangcao讨论 | 贡献2023年10月25日 (三) 18:01的版本


定义和含义

代数,指的是,用于替代具体数字的字母。代数的出现,本质是源自于抽象

如果是要讨论用字母代替数字的思维方式和分析方法,那么就是代数的思想[1]

层次标注

在这里,它属于第二层知识,即学科概念。

但是,与之相关的代数的思想,属于第三层知识,即学科大图景。

辅助理解的解释

代数的出现,使得数学脱离了数量关系的研究,走向了对象之间的普遍关系的研究。具体来说,就是当我们想要研究两个东西的关系时,我们一般会忽略这两个东西本身,在数学上我们不满足于忽略具体的东西进而抽象到数的层面,当我们提及代数时,我们甚至是忽略了具体的数到了字母的层面,也就是在讨论对于很多数都适用的关系。

比如我们从桌子上一个个拿起苹果来数苹果的数量,到我们用手指头来数苹果的数量,其实就已经有了抽象了。我们从具体的东西(苹果)抽象到了可以统一表示数量的东西(手指头),再更进一步也就是从手指头再抽象到了数。

代数,要求我们在抽象上更进一步,忽略具体的数,用字母来表示任意的数,从而走向数之间的关系,这样的好处在于,凡是满足这个关系的数,我们都可以统一来思考和讨论。这就是代数的威力,有非常强大的统一能力,但是不要忘记,背后本质上依靠的是抽象

一个简单的代数的具体的例子

一个苹果和两个苹果合起来数一数发现有三个苹果,这是具体的数量上的加法

[math]\displaystyle{ 1+2 = 3 }[/math]

在这里,我们关心的是 [math]\displaystyle{ 1 }[/math] 加上 [math]\displaystyle{ 2 }[/math] 等于 [math]\displaystyle{ 3 }[/math] ,也就是 [math]\displaystyle{ 1、2、3 }[/math]这些数。

这是经过抽象后,到了数的层面的加法:

[math]\displaystyle{ a + b = c }[/math]

这是再一次经过抽象来使用代数表示两个对象的关系,这里的关系就是加法。在 [math]\displaystyle{ a+b=c }[/math] 中,我们关心的是加法本身,而不是具体的数,因此就可以用 [math]\displaystyle{ a,b,c }[/math] 来代替 [math]\displaystyle{ 1+2=3 }[/math] 中的具体的数,这里的字母表示可以任意取值的数量。

这里的 [math]\displaystyle{ a,b,c }[/math] 的字母,就是代数。这里的 [math]\displaystyle{ a+b=c }[/math] 的式子,就是代数表达式。从具体的运算,到抽象的代数表达式,这个过程中就体现了代数的思想。所以严格来说,在没有提出代数以前,加法只能被称为"合起来数一数",但是有了代数以后,提出了加法的运算律以及其他性质,这时候"合起来数一数"才能被称为加法

这些都是数学成为思维的语言的基础。代数的思想是数学中非常重要而且常用的思维方式,毫不夸张的说,代数的思想是迈入新的数学世界,即将起飞的起点[1]


  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

子分类

本分类有以下11个子分类,共有11个子分类。