"почему ноль не натуральное число". Натуральные числа

С чего начинается изучение математики? Да, правильно, с изучения натуральных чисел и действий с ними. Натуральные числа (от лат. naturalis — естественный; естественные числа) — числа , возникающие естественным образом при счёте (например, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9…). Последовательность всех натуральных чисел, расположенных в порядке возрастания, называется натуральным рядом .

Существуют два подхода к определению натуральных чисел:

1. подсчете (нумерации) предметов (первый , второй , третий , четвёртый , пятый"…);
2. натуральные числа — числа, возникающие при обозначении количества предметов (0 предметов, 1 предмет, 2 предмета, 3 предмета, 4 предмета, 5 предметов ).

В первом случае ряд натуральных чисел начинается с единицы, во втором — с нуля. Не существует единого для большинства математиков мнения о предпочтительности первого или второго подхода (то есть считать ли ноль натуральным числом или нет). В подавляющем большинстве российских источников традиционно принят первый подход. Второй подход, например, применяется в трудах Николя Бурбаки , где натуральные числа определяются как мощности конечных множеств .

Отрицательные и нецелые ( рациональные , вещественные ,…) числа к натуральным не относят.

Множество всех натуральных чисел принято обозначать символом N (от лат. naturalis — естественный). Множество натуральных чисел является бесконечным, так как для любого натурального числа n найдётся натуральное число, большее чем n.

Наличие нуля облегчает формулировку и доказательство многих теорем арифметики натуральных чисел, поэтому при первом подходе вводится полезное понятие расширенного натурального ряда , включающего нуль. Расширенный ряд обозначается N 0 или Z 0 .

К замкнутым операциям (операциям, не выводящим результат из множества натуральных чисел) над натуральными числами относятся следующие арифметические операции:

• сложение: слагаемое + слагаемое = сумма;
• умножение: множитель × множитель = произведение;
• возведение в степень: a b , где a — основание степени, b — показатель степени. Если a и b — натуральные числа, то и результат будет натуральным числом.

Дополнительно рассматривают ещё две операции (с формальной точки зрения не являющиеся операциями над натуральными числами, так как не определены для всех пар чисел (иногда существуют, иногда нет)):

• вычитание: уменьшаемое — вычитаемое = разность. При этом уменьшаемое должно быть больше вычитаемого (или равно ему, если считать нуль натуральным числом)
• деление с остатком: делимое / делитель = (частное, остаток). Частное p и остаток r от деления a на b определяются так: a=p*r+b, причём 0<=r

Следует заметить, что операции сложения и умножения являются основополагающими. В частности,

Поэтому натуральные числа начинаются с единицы, а наименьшим из них является число 1. Отсюда следует, что нуль не является натуральным числом. Натуральные числа нужны для счета. Нулями никто не считает. Что касается России, то у нас общепринято, что ноль не является натуральным числом, так как при счёте он не используется. Самое мало число натуральное — это единица.

НАТУРАЛЬНЫЕ ЧИСЛА

Эти числа выражают меры конечного количества отдельных объектов, а также выражают порядок равномерного однонаправленного счёта (каждое натуральное число имеет «свое» место - уникальный номер). В российской математической литературе ноль обычно в множество натуральных чисел не включают. Натуральные числа вполне упорядочены: в любом их подмножестве будет минимальный элемент. Уже у целых чисел такое определение нарушается ровно в «другой половине случаев», когда вычитается отрицательное, давая число, большее первого.

Для чтения натуральных чисел их разбивают, начиная справа, на группы по 3 цифры в каждой.

Нулем в том плане что не содержит информации. 0 1 есть один бит информации.

Понятие натурального числа в математике - одно из основных. Какие числа называются натуральными? Первые натуральные числа: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11 и т.д.

При счёте число ноль не используется. Натуральный ряд бесконечен, наибольшего натурального числа в нём не существует.

Единицы 5-го класса - триллионы, 6-го класса - квадриллионы, 7-го класса - квинтиллионы, 8-го класса - секстиллионы, 9-го класса - ептиллионы.

Пройти ноль километров – значит не сдвинуться с места. Бежать со скоростью ноль километров в час, значит стоять на месте. Да, вообще, ноль трудностей не вызывает. Прибавить или отнять ноль – это значит ничего не прибавит и ничего не отнять.

Большой толковый словарь Кузнецова (2009) приводит обе формы: ноль, нуль - как равнозначные.

Связано это с тем, что функция двух переменных в точке имеет неустранимый разрыв.

План работы: Найти в словаре, что такое «число». 2. Самый низкий, дурной балл (дореволюц. Для вас, быть может, он ничтожество, нуль. Чехов. Два ноля (разг. шутл.) — уборная. Словарь Даля. Нуль — м. ноль; счислительный знак, означающий ничто, ничего (0); но поставленный после другой цифры (справа), повышает ее десятью, умножает на десять.

Принадлежность к натуральным числам

Если кто-то считает, что нуль принадлежит к натуральным числам, ничего страшного. Если число рассыпается на единички без шума и пыли, такое число является натуральным. Может ли дробное число быть натуральным? Это математика для блондинок и должно быть а) точно, б) доступно. В России ноль обычно не входит во множество натуральный чисел, если это не оговорено отдельно. Уже в древности к числам отнесли 0.Но 0 – не число. 0 – отсутствие числа, и не только, а Всего-Всего. Просто в математике используют 0 как число по логике математики, потому что всякий результат математического действия может приниматься за число, и обращаться с ним можно как с числом.

А вообще, этот вопрос не стоит выеденного яйца: это всего лишь тонкости терминологии. Интересно. И для кого это логично с нуля-то считать?

Коммутативность умножения.

Отсутствие какого-либо количества, пустота, начало и бесконечность — философское отношение к этим понятиям было различным в разные эпохи, в разных системах миропонимания. Такие системы называются позиционными – значение цифр при записи чисел определяется их позицией или разрядом. Поэтому современный смысл вопроса «каким числом является 0″ был недостижим для Архимеда, Пифагора или Евклида, хотя похожий на ноль символ встречается в таблицах великого астронома Птолемея. Поэтому ноль в уравнениях древнеиндийских ученых окончательно стал не только символом отсутствия единиц в соответствующем разряде, но и натуральным числом, влияющим на результат вычислений. Само написание цифр от 1 до 0 обрело окончательный вид тоже благодаря древнеиндийским математическим трактатам, и те символы, что в Европе принято называть арабскими, сами арабы называют индийскими.

Натуральный ряд построен так, что каждое следующее число на 1 (единицу) больше предыдущего. Натуральный ряд чисел можно легко представить визуально. Для этого пройдите на страницу «Таблица натуральных чисел», где представлены натуральные числа от 1 (одного) до 120 (ста двадцати). Если для пересчета добавить пальцы ног, руки и ноги соседей, то получится очень большое количество чисел, и все эти числа будут натуральными. Почему отрицательные числа не принадлежат к натуральным?

Множество всех натуральных чисел принято обозначать символом (от лат.naturalis - естественный). Это значительно усложнило бы дальнейшее построение и применение теории, так как в большинстве конструкций нуль, как и пустое множество, не является чем-то обособленным. Одним из преимуществ натурального нуля является то, что при этом образует полугруппу с единицей. Если основание и показатель натуральны, то и результат будет являться натуральным числом.

Если a{\displaystyle a} и b{\displaystyle b} - натуральные числа, то и результат будет натуральным числом.

В Древней Греции число 0 известно не было. В астрономических таблицах Клавдия Птолемея пустые клетки обозначались символом ο (буква омикрон, от др.-греч. Без нуля была бы невозможна изобретённая в Индии десятичная позиционная запись чисел. Первый код нуля обнаружен в индийской записи от 876 г., он имеет вид привычного нам кружочка. В Европе долгое время 0 считался условным символом и не признавался числом; даже в XVII веке Валлис писал: «Нуль не есть число».

Натуральными именуют числа, применяемые при счете (нумерации, перечислении) предметов. Другими словами, это целые положительные числа. Отрицательные и нецелые числа - к натуральным не относятся.

Натуральный ряд чисел конструируется на базе исходного натурального числа, именуемого единицей (обозначение "1") и операции перехода к последующему. Эта операция применима к хоть какому натуральному числу, а ее итог считается натуральным числом, последующим за начальным.

Для хоть какого натурального числа существует только одно последующее. Единица является минимальным натуральным числом, так как нет подобного натурального числа, для которого она была бы последующим. Большего натурального числа не существует, так как для хоть какого натурального числа есть возможность выстроить последующее. Формально структура огромного количества натуральных чисел задается пятью аксиомами Пеано.

Меж математиками есть расхождение по вопросу о том, какое число считать минимальным в натуральном ряду. Во французской традиции, восходящей к работам Н.Бурбаки, в отличие от других математических школ натуральными принято считать числа, выражающие количество предметов в группе. Потому в этой традиции минимальным натуральным числом считается ноль ("0"), а не единица, и, соотвественно, французские арифметики, в отличие от других, признают ноль натуральным числом. Таковой подход мотивирован также теоретико-множественной моделью натурального ряда, в какой ноль отождествляется с пустым обилием (Ø), а операция перехода к последующему - с образованием огромного количества, состоящего из всех предыдущих натуральных чисел (представленных огромными количествами):

2 ≡ {Ø, {Ø}}

3 ≡ {Ø, {Ø}, {Ø, {Ø}}}

4 ≡ {Ø, {Ø}, {Ø, {Ø}}, {Ø, {Ø}, {Ø, {Ø}}}}

Необходимо подчеркнуть, что при таком построении каждое натуральное число совпадает с мощностью соответственного ему огромного количества.

Порядок. На огромном количестве натуральных чисел определено отношение порядка «меньше», обозначаемое эмблемой «Сложение. На базе операции перехода к последующему определяется операция сложения, обозначаемая эмблемой «+». Суммой M+N 2-ух натуральных чисел M и N именуется число K, получаемое из числа M в итоге N-кратного внедрения операции перехода к последующему. Сумма 2-ух натуральных чисел всегда является натуральным числом.

Вычитание. На базе операции сложения определяется операция вычитания, обозначаемая эмблемой «-». Разностью M-N именуется такое число K, которое при прибавлении к N дает M. Разность существует не для каких угодно натуральных чисел M и N, а только для подобных, которые связаны отношением «меньше»: N

Умножение. На базе операции сложения на огромном количестве натуральных чисел вводится операция умножения, обозначаемая эмблемой «·». Произведением M·N 2-ух натуральных чисел M и N именуется число K, получаемое из числа M в итоге (N-1)-кратного добавления к нему числа M. Произведение каких угодно 2-ух натуральных чисел является натуральным числом.

Деление. На базе операции умножения определяется операция деления, обозначаемая эмблемой «/». Личным M/N 2-ух натуральных чисел M и N именуется такое число K, которое при умножении на N дает M. Далековато не для хоть какой пары натуральных чисел существует натуральное личное. В тех случаях, когда оно существует, говорят, что два натуральных числа делятся друг на друга.

Источники:

Дополнительно в базе данных сайта:

Потребность в подсчёте стала очевидной для человека с самого начала формирования первобытного общества. Свои числовые системы, со специфическими цифровыми обозначениями, формировались во всех обособленных центрах цивилизации: в Египте и Древнем Вавилоне, в Китае и Индии, у южноамериканских индейцев и в античной Греции. Математика прошла путь от простейшего подсчета предметов до решения сложнейших теорем топологии. При этом история числа ноль насчитывает только мизерную часть этого срока.

Числа и цифры

От латинского nullis ("никакой") произошло слово, обозначающее одно из важнейших математических понятий. Оно включает не только символ - цифру, помогающую вести счет, записывать математические операции. Это целая концепция. Отсутствие какого-либо количества, пустота, начало и бесконечность - философское отношение к этим понятиям было различным в разные эпохи, в разных системах миропонимания.

Позиционные системы счисления

В доисторические времена вести исчисление помогали пальцы рук и ног. Деление чисел на пятерки и десятки, происхождение десятичной связано именно с этим. В дальнейшем для облегчения этих операций в ход шли зарубки на дереве и костях животных, засечки на камнях, камешки. ракушки и другие мелкие предметы. Каждый такой элемент обозначает конкретное число. Подобную природу имеют самые практичные числовые модели. Такие системы называются позиционными - значение цифр при записи чисел определяется их позицией или разрядом.

Примером противоположной по подходу и применяемой до сих пор системы является способ записи чисел, дошедший со времен Древнего Рима. В ней для обозначения единиц, десятков, сотен применяются буквы

Абак

Счётная доска, состоящая из углублений, соответствующих определенным разрядам, в которые укладываются камешки или бусины, знакома культурам разных народов и эпох. Известны и другие разновидности абака - веревки с узелками или шнуры с бусинами. Следующей ступению в развития такого приспособления стали счеты, применявшиеся до появления калькуляторов.

История числа ноль - это процесс возникновения математического понятия и начало применения символа, его обозначающего. И абак, и счёты являются в некотором смысле и средством визуализации Пустое место в соответствующем углублении или отсутствующая костяшка на счетах делала абстрактное понятие нуля наглядным. Символ, обозначающий его, впервые появился у математиков и астрономов Древнего Вавилона.

Вавилонский знак пустоты

В цивилизации, рожденной в междуречии Тигра и Евфрата, была принята числовая система, унаследованная от древних шумеров. Она была позиционной - значение цифр зависело от положения относительно других чисел. Разработанная за 4-5 тысяч лет до н. э., она была построена на числе 60. Математические расчеты, которыми пользовались древневавилонские инженеры и астрономы, выглядели поэтому достаточно громоздкими и неудобными. Чтобы успешно оперировать числами, необходимо было помнить наизусть или иметь перед глазами результаты умножения всех чисел от 1 до 60.

Цифра ноль, или знак, принятый вавилонянами для обозначения разряда, выглядели как два поставленных под углом клинышка или стрелы. Этот символ был составной частью числа и не участвовал в арифметических действиях - складывать или умножать на него было нельзя.

Заокеанский ноль

Независимо от математиков Месопотамии свой ноль ввели в обиход индейцы Центральной Америки - майя и инки. Общим для обеих систем счисления было то, что они не развивали идею нуля как числа.

Древнеамериканская цивилизация оставила миру множество достижений в интеллектуальной сфере. Сложные календарные системы майя и инков - результат многовекового опыта астрономических наблюдений и сложнейших математических расчетов. Но никогда в их уравнениях цифра ноль не присутствовала в качестве числа, влияющего на результат математических операций.

Античный взгляд

Главным наследием были их достижения в геометрии и астрономии. Числа в их представлении - это отрезки, имеющие начало, конец и определенную длину. Ноль — это число, не имеющее в этом случае практической ценности. Отрезок с нулевой длиной в античной математике и философии не имел смысла.

Одним из главных постулатов учения Аристотеля является фраза Natura abhorret vacuum - "Природа не терпит пустоты". Бесконечность, ничто, несуществование - эти категории не вписывались в античное мироздание. Поэтому современный смысл вопроса "каким числом является 0" был недостижим для Архимеда, Пифагора или Евклида, хотя похожий на ноль символ встречается в таблицах великого астронома Птолемея. Букву "Омикрон" (первая буква в слове οὐδέν - "ничего") он проставлял в пустых клетках.

Родина ноля - Индия

Что же изобрели индийские математики? Махавира (850 г.), Брахмагупта (1114 г.), Ариабхата (476 г.) - авторы трактатов, в которых во многом оформилась современная система записи чисел и правила основных арифметических операций. Историки считают, что десятичность системы счисления была заимствована индийцами у китайцев, а позиционный характер её - у вавилонян. Есть мнение, что символ нуля был также заимствован индийцами из работ Птолемея.

Первым из математиков, сформулировавшим законченную числовую систему, которая остается до сих пор в неизменном виде и служит большей части человечества, был Хорезми Мухаммед бен Муса (787-850), живший в Багдаде. В его «Книге об индийском счете» подробно описаны девять арабских цифр и дан ответ на вопрос: "Является ли 0 числом?" Упоминание нуля в этой книге считается первым. Латинский перевод этого труда, стал широко известен в Европе в XII веке и положил начало распространению восточных математических знаний.

В отличие от европейцев, вечность у восточных философов вызывала благоговение. Поэтому ноль в уравнениях древнеиндийских ученых окончательно стал не только символом отсутствия единиц в соответствующем разряде, но и натуральным числом, влияющим на результат вычислений. Прибавление ноля, умножение на 0 - всё это обрело значение осмысленных математических операций.

Само написание цифр от 1 до 0 обрело окончательный вид тоже благодаря древнеиндийским математическим трактатам, и те символы, что в Европе принято называть арабскими, сами арабы называют индийскими.

История числа «ноль» нашла отражение в этимологии основных математических терминов. Слово «цифра» имеет арабские корни и происходит от слова «аль-сифр», что означает «пустой, нуль». Английское «зеро» отдаленно напоминает «зефир» - ветер с востока, - именно с Востока в Европу пришла окончательно оформленная, рациональная и удобная числовая система.

в Европе

Одним из главных европейских пропагандистов арабской цифровой системы стал знаменитый итальянский математик Леонардо Фибоначчи. Его труд «Книга абака» (1202) познакомил европейских ученых с символами и правилами, с помощью которых арабы записывают математические операции. Первыми удобство и рациональность восточной математической модели оценили те, кто привык к ежедневному обращению с числами, - банкиры и торговцы. Они быстро переняли от арабских купцов систему счисления и написание цифр. Но в научную практику Европы эти знания плотно вошли только через 4 века, сменив принятую европейскими математиками античную систему.

Важное значение ноль обрел с введением в научный обиход прямоугольной системы координат, предложенной в XVII веке Рене Декартом. Ноль, расположенный в центре, приобрел значение зримой и визуально понятной точки отсчета трех осей координат.

В России ноль вводился в практику стараниями Леонтия Магницкого, автора знаменитого учебника «Арифметика, сиречь наука числительная» (1703).

Свойства ноля

Ноль, который разграничивает положительные и отрицательные числа, обладает уникальными математическими свойствами. Это четное, не имеющее знака натуральное целое число. Сложение с нулем и вычитание нуля никак не влияет на число, а умножение на 0 даёт ноль. Деление на ноль считается не имеющей смысла операцией, которое в случае выполнения в компьютерной программе может нанести системе существенный вред.

Именно в попытке деления на 0 оказался смысл сбоя в компьютерной системе крейсера ВМФ США "Йорктаун", который произошел осенью 1997 года и привел к несанкционированному выключению двигательной установки. Некоректное отношение к числу, означающему "ничто", превратило мощный военный корабль в беспомощную неподвижную цель.

Значение этого числа существенно возрастало с развитием науки. Нуль возникает в областях не только чисто математических. Порог слышимости в акустике принимается за 0. Какое число стоит в начале шкалы многих измерительных приборов, известно и школьнику: 0 на шкале Цельсия - точка замерзания воды, начало отсчета долготы - нулевой меридиан и т. д.

Бинарное счисление, послужившее основой для создания современных вычислительных устройств, является позиционной системой счисления с основанием два. Это означает, что все данные, вводимые в компьютерные системы, кодируются сочетанием двух символов - единицы и нуля.

Роль компьютеров в современном мире становится определяющей для всех сторон жизни, а значит, история числа ноль, без которого их появление было бы невозможно, продолжается.