各种各样的数
數的類別
數可以被分類為數系的集合內。對于以符號表示數的不同方式,則請看記數系統。
自然數
主條目:自然數
最常用的數為自然數,有些人指正整數,有些人則指非負整數。前者多在數論中被使用,而在集合論和計算機科學中則多使用后者的定義。
在十進制數字系統里,自然數的標記符號為0至9等十個數字,將以十為基數的進位制使用在大于九的數上。 因此,大于九的數會有兩個或兩以上的位數。表示所有自然數的集合為N\mathbb {N}N。
整數
主條目:整數、正整數、負整數和0
負整數是小于 0 的整數,通常在其前面加上一負號(?),來表示其為正整數的對立。 例如,若一個正整數是用來表示距一定點 0 右邊多少的距離,則一個負整數即表示距此定點 0 左邊多少的距離。 相似地,若一正整數表示一銀行存款,則一負整數即表示一銀行提款。 負整數、正整數和零三者即合稱為整數Z\mathbb {Z}Z(德語 Zahl 的縮寫)。
有理數
主條目:有理數和無理數
有理數是指可以被表示成整數分子(m\mathit {m}m)和非零整數分母(n\mathit {n}n)的分數的數,即{mn\tfrac {m}{n}nm?},其代表 1 被分做相同的n\mathit {n}n份,再取m\mathit {m}m份后的量。兩個不同分數可能會對應到相同的有理數,如:?10?20=24=12\tfrac {-10}{-20}=\tfrac {2}{4}=\tfrac {1}{2}?20?10?=42?=21?。若m\mathit {m}m的絕對值大于n\mathit {n}n的絕對值時,其分數的絕對值會大于 1。分數可以是正的、負的、或零。所有分數所組成的集合包含有整數,因為每一個整數都可以寫成分母為 1 的分數。有理數的符號為Q\mathbb{Q}Q(quotient <中文:商>的縮寫)。
實數
主條目:實數和虛數
不嚴謹地說,實數可以和一連續的直線數線視為同一事物。 所有的有理數都是實數,實數也包含無理數, 所有實數可以分成正數、零和負數。
實數可以被其數學性質獨特地描繪出:它是唯一的一個完備全序體。 但它不是個代數閉域。
十進制數是另一種能表示數的方式。 在以十為底的數字系統內,數可以被寫成一連串的數字, 且在個位數右邊加上句號(小數點)(在美國和英國等地)或逗號(在歐洲大陸),負實數則在再前面加上一個負號。以十進制標記的有理數,其位數會一直重復或中斷(雖然其后面可以加上任意數量的零),而0是唯一不能以重復位數定義的實數。例如,分數54\frac {5}{4}45?能夠寫做中斷位數的十進制數1.25,也能寫做重復位數的十進制數1.24999…(無限的9)。 分數13\frac {1}{3}31?只能夠寫做 0.3333…(無限的3)。 所有重復與中斷的十進制數定義了能被寫成分數的有理數。 而不像重復與中斷的十進制數一般,非重復且非中斷的十進制數代表無理數,不能被寫成分數的數。 例如,著名的數學常數,π\piπ(圓周率)和2\sqrt {2}2?都是無理數,表示成十進制數 0.101001000100001…的實數也是無理數,因為其表示不會重復,也不會中斷。
實數由所有能被十進制數表示的數所組成,不論其為有理數或無理數。 另外,實數也可以分為代數數和超越數, 其中超越數一定是無理數且有理數一定是代數數,其他則不一定。 實數的符號為R\mathbb {R}R(Real的縮寫)。 實數可以被用來表示量度,而且對應至數線上的點。 當量度只可能精準至某一程度時,使用實數來表示量度總是會有一些誤差。 這一問題通常以取定一適當位數的有效數字來處理。
復數
主條目:復數 (數學)
移動到更多層次的抽象化時,實數可以被延伸至復數C\mathbb {C}C 。 歷史上,此數的誕生源自于如何將負1取平方根的問題。
從這一問題,一個新的數被發現了:-1的平方根。 此數被標記為i,由萊昂哈德·歐拉介紹出的符號。 復數包含了所有有a+bia+bia+bi形式的數,其中a和b是實數。 當a為零時,a+bi被稱為虛數。 相同地,當b為零時a+bi為實數,因為它沒有虛數部分。 一個a和b為整數的復數稱為高斯整數。 復數是個代數閉域,即任一復數系數的多項式都能有解。 復數也可以對應至復數平面上的點。
上述就提到的各個數系,每個都是下一個數系的子集。
以符號來表示的話,即為N\mathbb{N}N ?\subset? Z\mathbb {Z}Z ?\subset? Q\mathbb {Q}Q ?\subset? R\mathbb {R}R ?\subset? C\mathbb {C}C。
其他類型
Superreal, 超實數和超現實數加上無限小和無限大兩種數來延伸實數,但依然是體。
四元數
八元數
十六元數
P進數
表示方式
分數
小數
科學記數法
數字系統
進位制
記數系統
數和以符號來表示數的記數系統不同。 五可以表示成十進制數5和羅馬數字V。
記數系統在歷史上的重要發展是進位制的發展, 如現今的十進位制,可以用來表示極大的數。
而羅馬數字則需要額外的符號來表示較大的數。 記數系統是指用何種方式來記錄數的系統,可以是符號形式,也可以是實物形式。 無論符號記數還是實物記數, 如今都抽象成了數碼的有序左右排列形式,并且認定左面的數碼是右面數碼的N倍(N是一個大于1的自然數),這就是N進制記數法,簡稱為N進制。N=2、3、4、5、8、10、16、…的進制,就分別稱為二進制、三進制、四進制、五進制、八進制、十進制、十六進制、…各種進制數之間可以轉化。 例如二進制的10111和十進制的23可以相互轉化。 人們熟悉十進制,目前電子機器記數使用二進制,將來出現四進制的量子態記數方式也未必可知。 記數系統中使用的占位符號叫數碼,N進制的數碼所代表的數從0到N-1,分別用0、1、2、… 、@來記,其中@代表的數是N-1,是最大數碼。 例如十六進制使用的數碼是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F,十六進制的最大數碼@就是“F”。 用數碼左右排列的數如果認定某數碼間的位置有一個小數點,就可以表示具有小數部分的數。 小數點左移一位,該數就縮小N倍,相反則該數擴大N倍。 人們習慣用“-”放在數碼排列的最左面來表示負數,例如十進制的-675.76。 機器表示正負數一般不用“+”、“-”,而使用限位數的方法。限位數就是數碼位數固定的數。 例如,3位十進制數共有1000個,只能是000~999,不可能出現其他的表示。 如果認定某位置有小數點,這1000個數就可以表示具有小數部分的數。 限位數可以不用“+”、“-”就可以表示正負數,方法是將所有能表示出來的數按著大小分為對稱的兩部分, 對稱的規則是“表示的兩整數之和是數的總數”, 較大的那個對稱數就表示較小那個對稱數的相反數。 這種規定之下,3位十進制數的501~999就可以認定是負數-499~-1,由于500自身對稱,去掉二義性, 規定500就表示是“-500”,這就是對稱制(類似2補數表示法)。對稱制中偶進制的負數會比正數多一個, 因而表數正負數的區間不對稱,但N是奇數時,表數區間是對稱的。對稱制適合機器數值計算。
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%95%B0
總結
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