數學定義(Definition)的符號表示法
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所有的知識,都有其基本的組成元件;而數學的組成元件當中,最基本的應該非定義(Definition) 莫屬。
如果連定義都不知道,那麼在使用定理或嘗試去證明 ...
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數學定義(Definition)的符號表示法
所有的知識,都有其基本的組成元件;而數學的組成元件當中,最基本的應該非定義(Definition)莫屬。
如果連定義都不知道,那麼在使用定理或嘗試去證明抽象概念時,一定會遇到瓶頸。
舉例來說,如果分不清楚什麼是連續(Continuous)和可微(Differentiable),想要寫下「可微必連續」的證明,大概也只剩死背這一條路了。
符號化(Symbolization)的作用在於除去文字的干擾,只留下最純粹的數學邏輯,同時也方便我們改寫成各種不同概念的敘述,如:逆否(Contrapositive)命題、反命題(Converse)、否定命題(Negation)等等。
那麼,定義的符號化該如何表示呢?讓我們先來看一個例子。
Definition. Arealnumberisarationalnumberifthereexistintegerandsuchthatand.
上面呈現的是有理數的定義。
我們可以看到的是,一個實數(這裡假定我們都知道什麼叫做實數)要能被稱為有理數必須滿足可以表示成兩個整數相除且分母不為0的條件。
既然是定義,所以上述文句中的“if"代表的其實是“ifandonlyif"若且唯若的意思。
換句話說,上面的定義也可以換成底下的寫法,其意義不變。
Definition. Arealnumberisarationalnumberifandonlyifthereexistintegersandsuchthatand.
所謂的符號化,就是把每一個句子(也就是命題)都換成代號表示。
以這個例子而言,我們令
isarationalnumber
注意到的是,我們使用了所謂的開放式命題(OpenStatement)。
有了上面這些符號後,有理數定義的符號表示就可以寫成
這樣看起來是不是清爽許多呢?如果要改寫成不是有理數的定義,我們只要遵照否定命題的轉化規則即可。
換句話說,無理數(IrrationalNumber,不是有理數就稱為無理數)的定義其符號表示如下。
]
直譯就變成:
Definition.Arealnumberisanirrationalnumberifandonlyifforallintegersandeitheror.
又由於我們知道0不能放在分母,所以上面關於無理數的定義,可以把“or"給拿掉而不影響其文字敘述。
這,就是數學定義的符號表示法。
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LuciusChih-HungChang
數學愛好者,平日喜歡看看影集、跑跑步,總是嫌時間不夠用的慵懶男子。
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2018年10月01日
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