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主题:【原创】负数,虚数与境界 -- 瘦形胖子

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家园 整数的一个基于自然数的模型

对任意自然数a,b,记<a,b>={(c,d)|c,d为自然数且a+d=b+c}(就是把所有满足a+d=b+c的有序自然数对(c,d)放在一起构成一个集合,容易证明:当且仅当(c,d)属于<a,b>时<a,b>=<c,d>)),把这样的集合<a,b>称为整数,然后定义加法、减法、乘法,进而证明各种运算律。

当然也可以从给定的一系列公理出发,来证明这组公理所确定“整数”的性质。

更进一步就是证明任何满足那组公理的对象“整数”必定等价于上面构造出来的那个模型。

像这类的所谓解释不清楚是由同一个概念的不同学习层次造成的。学生理解能力有限,严格化的东西一下子端上来无法接受,或者从实际应用出发没必要弄得太严格,对大多数人来说只要掌握大致概念就可以,需要深造的可以学习后继课程。比方说幼儿园小朋友就开始学习自然数,老师或者家长怎么跟他们解释这个概念的呢?把皮亚诺公理搬出来?开玩笑。只能用形象诱导出数的概念,比如从一根铅笔,两只鸭子,三个菱角……,然后再高级点就教小朋友数是不依赖于具体代表物的,一根铅笔的“一”和一只鸭子的“一”是一样的,然后再教他们如何做加法、减法、乘法,这些运算满足什么性质:交换律、分配律等等。

如果小朋友问你:自然数到底是什么?为什么这些运算满足这些性质?你也许能给出种种解释,但也只不过是解释,让对方觉得已经明白了而已,实际上还是一团浆糊。不是因为解释者学得不够好,而是因为在原来的层次这些东西确实是含糊不清的。

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