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很多人都背過99乘法表,很多也記過加法表。可是幾乎沒有人知道最原始最 原始他們是怎麼來的。想一下,約定俗成的民間慣例上面還有政府訂定的法律,而法 律之上還有最高的憲法,任何法律的訂定不得違反憲法。 在數學上也有這種層級之分,你可以想像數學裡面的憲法嗎?數學裡面的憲法我們稱 為「公理」,在數學裡面公理是自知之明之理!就是很直覺地,任何人都會知道,不 用解釋。但是公理畢竟還是人訂的,所以他還是一部數學裡的憲法。如同你想像的, 憲法之下有法律;公理之下也有所謂的「基本的數學定律」,而這些定律也是人們定義 的。如果現實的生活法律之下,因此數學上的法律或者稱為數學上的法則,都是人們定 義。根據這些定義、法則我們可以推論到一些特別的結果。 話題一轉,數學家常常說一句話「一是上帝創造的,其他都是人造的」。這句話是什麼 意思呢?我翻譯給大家聽,讓大家想想看是不是有道裡。意思是說 1 = 1 這是上帝創造的,因此不要問為什麼。「=」這個符號也是人造的       稱為定義! 1 + 1 = 2 2這個符號是一個定義,定義成 1+1 其中加號是人造的!定       義成xx跟xx。加號就是「和什麼的意思」。       1 + 2 = 3 定義1+2=3,所以你看到3這個符號,應該是理解成1+2       然後你又看到2這個符號,所以你又理解成1+1+1所以3只是一個符號           表示 1+2。       同理       1+3=4 4也是個定義!       1+4=5 5也是個定義!       ... ... 1+9 =10 10也是個定義       10+1=11也是個定義!       ... 一直到你想要的整數多大都行!       由上面的定義,你可以將任意數字由定義推成1+1+1+1=4類似的推理! 結論當有人問你 4+9 =13,叫你解釋why?如何解釋? 根據4的定義你可以寫成1+1+1+1 根據9的定義你可以寫成1+1+1+1+1+1+1+1+1 根據13的定義你可以寫成1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1 因此你可以證明4+9得確等於13。 所以加法表,可以用上述三個步全部證明完畢!然後列出表來,再記下來!記下來之後 你可以當作「定義」或是「法則」使用!以前不知道大家是否有記過以下這張讓人覺得 白癡的表: 1+1=2 2+1=3 3+1=4 ... 9+1=10 1+2=3 2+2=4 3+2=5 ... 9+2=11 1+3=4 2+3=5 3+3=6 ... 9+3=12 ... ... ... .... ... 稱為九九加法表! 即然大家都認定加法沒有為什麼,那麼我們來說說乘法吧!首先乘法有以下四個定律 我們稱為乘法的法律!這4條法律是一定要成立才行,讓我們來看看是什麼樣的數學 法律: 第一條   任何數乘零一定為零,這是意思是說「5*0=0」太直覺了嗎?不不不這是定義!物 理學裡面,曾經有物理學家定義一個數字乘零之後卻不是零的例子。所以不要用過去 想當然爾的想法來看。注意這是定義,也是法律!法律規定請尊守! 第二條交換律(自動成立,其實不用規定啦,不過可以證明必成立)   4*8 <=> 8*4  任意兩個數字相乘一定等於任意兩個數字先乘跟後乘相同!   太直覺了是吧!不不不!如果你學過線性代數你就會發現,先乘跟後乘是不一定相 等的!所以一直以為先乘跟後乘沒有差!這一點都不直覺! 第三條分配律   規定成5*(3+2)=5*3+5*2 注意因為我們還沒證明3*5=5*3。所以我們先規定分配律 一定是5*3+5*2=5*(3+2) 用代數符號表示A是自然數,B是自然數,C是自然數!因此我們 可以定義A*(B+C)=A*B+A*C 這是定義!注意這是定義!沒有為什麼! 第四條1*1=1   這是定義!沒有這條我們就不知道往下推了! 有了以上的四條法律!我們用這些法律,來證明任意自然數乘1,還是自己!即我們 得先證明A*1=A。首先我們已知定律:    1*1=1 問題1「2*1」如何證明? 前面的加法公理,告訴我們2=1+1因此    (1+1)*1=1*1+1*1 這是分配律告訴我們。 接下來因為1*1=1這是定義!因此我們可以將上面寫成:     1+1=2得證! ------------------------   3*1=???如何證? 由3的加法公理可知3=1+1+1,因此可得到:   (1+1+1)*1=1*1+1*1+1*1 由1*1=1的法則,可以得到:    1+1+1=3 得證! 由此我們可以推到無限個自然數! 因此我們得到這個定理,任意自然數N*1=N這個定理! 我想你已經看不下去了,媽的這些要證明要花多少時間呀!放心很多數學家都幫我們證 完了!你想我一直寫「自然數」都還沒證小數呢!更何況根號2這種無理數怎麼辦!曾 經有人提出無理數這種概念!結果被殺了!你知道事情有多嚴重吧!哈哈! 事情已經進行到1/2之一了,讓我們接下來說明怎麼去證明九九乘法表吧!再說明 九九乘法表之前,我們得先證明交換律即:      A*B=B*A A及B為自然數! 首先考慮一個特殊的情況A是0!好!我們得證      0*B=0 B*0=0 再來考慮A,B都是0      0*0=0 0*0=0 考慮A=1的情況:      1*B=B B *1=B      得証。 考慮A=2的情況:      2*B=(1+1)B=B+B B*2=B*(1+1)=B+B 得証。 考慮A=3, A=4.. ...同理可推。 由上述我們証明任意兩數相乘必然可以交換順序!即A*B=B*A 對任意兩個數兩乘,我們如何得出他的答案!以下是我們的演算法: 所謂的演算法就是根據上述我們訂義的法律,進行各種合乎定義的折解及合併的動作。 每一步幾乎是互相通行,因為他們是定義跟定義之間互相轉換而已。舉例如下: 7*8=??? 我們如何利用定義寫出來? 第一步 7*8 可以利用加法定義拆成  ( 1+1+1+1+1+1+1)*8 第二步根據乘法的分配律,我們可以寫成:   8+8+8+8+8+8+8 第三步根據加法的特性,我們可以把8寫成1+1+1+1+1+1+1+1 然後根據加法定義可以知道這些加起來就是可怕的56! 所以在電腦的演化史裡面,你可以充分了解,為什麼要乘法運算時,只需要一台會作加法 的機器就好!因為所有的乘法一定可以轉化成加法!這些數學的概念散見於各地的書!很 多都會用到!基本的原則是:   公理+法則=>去推理! 所有的數學一定建立在公理之上!而最後推出的一些數學上的特性結果!我們稱為               定理! 演算法只是利用這些公理及法則所作出的定義的轉換。例如把8轉成定義就是1+1+1 1+1+1+1+1. 然後你會問1+1???是什麼,是你定義的2!再來2+1是什麼?是你定義的3! 3+1是什麼?是你定義的4!一直到1+7是什麼?是你定義的8!用人類的語言來 說明你說8就是有八個1!用生活的語言,你會想像成8顆蘋果!而你是用1這個概念 來作數!你數一二三四五六七八時!就已經充分地表現出你對8的認知,是由1這個數 字來堆上去的!所以追根究根1是什麼?1是上帝創造的!其他2、3、4...都是人 造! 打這篇的理由,只是因為唸書太無聊,突然想把自己唸過的數學作一個想法上的整合! 萬一以後有機會作建構式教學,可能會拿我妹的女兒當實驗的對像!= = -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 140.119.145.224
jjghost2k:騙幣文? 06/10 09:06
blues18:1000元! 06/10 16:57
ashleylee:1000!!!!??? 06/10 17:28
pig030:這篇價值1000!真好賺! 06/10 22:50
ationk:樓上真肥 06/10 22:53
songhome:加法反元素和乘法反元素好像也是憲法裡的 06/10 23:00
victormyass:(end ( ̄艸 ̄") 06/11 18:27