在数学的世界里,如果我们改变规则,可能会有很多奇怪的结果。但是有一个规则,我们很多人都被告知不要打破它:它不能被零整除。为什么把这个公数和基本运算结合起来会产生问题?
通常情况下,除数越小,结果越大。10除以2得5,10除以1得10,10除以0.00001得1000万,依此类推。所以看起来如果除以一个接近0的小数字,结果可能是无穷大。那么10除以0的结果是无穷大吗?听起来很合理。但我们知道的是,如果用10除以一个接近0的数,结果会趋于无穷大。这不同于10除以0等于无穷大。为什么不一样?
让我们仔细看看除法的真正含义。10除以2可以理解为“多少个2加起来就是10”,或者“2的多少倍等于10?“除以一个数,其实就是乘以这个数的倒数,比如下面的例子:如果我们把任意一个数乘以已知的数X,我们可以问,如果有一个新的数,我们可以用它得到开头的数吗?如果有的话,这个新数叫做x的倒数,比如你把3乘以2得到6,那么你就可以把6乘以1/2得到原来的数3。所以,2的倒数是一半,10的倒数是十分之一。
你可能会注意到,任何数乘以它的倒数的结果总是1。如果要除以0,需要求它的倒数,应该是1/0。乘以0,这个数字将等于1。但是因为所有的数都乘以0,结果还是0,那么像1/0这样的数是不可能的,所以没有0的倒数。但是,这样就解决问题了吗?毕竟数学家之前也有过例外。比如,很长一段时间,负数不能取平方根。但是后来数学家把-1的平方根作为一个新的数叫做I,在数学领域为复数打开了一个全新的世界。
所以,如果他们能做到,我们能不能创造一个新的规则,说,无穷大的符号是1/0,看看会发生什么?让我们试试。假设我们对无穷大一无所知。根据倒数的定义,0乘以无穷大必须等于1。这意味着0乘以无穷大加上0乘以无穷大应该等于2。现在根据乘分配定律,等式左边可以乘以1/0 (0 0)。由于0 0必须等于0,所以可以缩短为0乘以1/0。可惜我们一开始就已经得到了答案,等于1,但是等式另一边的答案还是2。所以,1等于2。这太奇怪了,但不一定是错的;只是在我们正常的数字世界里,这是不对的。
数学上,还是有办法证明它是合理的,如果1,2或者其他任何数等于0。但是无穷大等于0,最终对数学家或者其他任何人都没那么有用。其实有个东西叫黎曼球面,涉及到用不同的方式除以0,但今天我们不讨论。同时,显然,直接除以0是没有意义的。但这不应该阻止我们在生活中冒险。并打破数学规则进行实验,看看能否创造有趣的新世界去探索。
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