我國古代的正負數(shù)

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中數(shù)學 來源: 高中學習網(wǎng)


  零是一個界限。我們看溫度計,溫度就有“零上”與“零下”兩種情況。如昨天最高氣溫是8攝氏度(注意:不要把“8攝氏度”說成“攝氏8度”,因為攝氏度”是一個度量單位,三個字不能分開),最低氣溫是零下4攝氏度。通常我們稱“零上”為“正”,零下為“負”!罢钡牧坑谜龜(shù)表示,“負”的量用負數(shù)(在正數(shù)前面加上一個負號“-”所得的數(shù))表示。那么,昨天的氣溫范圍就是-4℃~8℃。為了表示兩種相反意義的量,就必須用正數(shù)與負數(shù)。

  值得我們引以自豪的是:負數(shù)在世界上最早出現(xiàn)于我國西漢時期(公元前206年到公元25年)編成的一部數(shù)學巨著《九章算術》的“方程章”中。這一章已討論了一次方程組的解法。我們知道,解方程組時,在消去一個未知數(shù)的過程中往往會出現(xiàn)其他未知數(shù)的系數(shù)為負數(shù)的情形。因此解方程組必然要引進負數(shù)概念。《九章算術》中指出:“兩算得失相反,要令正負以名之”。當時是用算籌來進行計算的,所以在籌算中,相應地規(guī)定以紅等為正,黑籌為負;或將算籌直列作正,斜置作負。這樣,遇到具有相反意義的量,就能用正負數(shù)明確地加以區(qū)別了。

  在《九章算術》中,除了引進正負數(shù)的概念之處,還完整地敘述了正負數(shù)的加減運算法則——“正負術”。即“同名相除,異名相益,正無入負之,負無入正之;其異名相除,同名相益,正無入正之,負無入負之”。這段話的前一半說的是減法法則,后一半說的是加法法則。它的意思是:同號兩數(shù)相減,等于其絕對值相減,異號兩數(shù)相減,等于其絕對值相加;零減正得負,零減負得正。異號兩數(shù)相加,等于其絕對值相減;同號兩數(shù)相加,等于其絕對值相加;零加正得正,零加負得負。                       

  外國首先提到負數(shù)的是印度人巴士卡洛,那已是公元1150年的事了,比《九章算術》成書遲1千多年。即使到那時,對負數(shù)感到迷惑不解的仍大有人在。例如法國大數(shù)學家韋達,他在代數(shù)方面作出了巨大貢獻,但他卻努力避免引進負數(shù),在解方程求得負根時統(tǒng)統(tǒng)舍去。1544年,德國人斯梯弗爾還把負數(shù)稱為“荒謬”、“無稽”。他們的主要障礙就是把零看作“沒有,所以不能理解“比‘沒有’還要少”的現(xiàn)象。直到1637年,法國大數(shù)學家笛卡兒發(fā)明了解析幾何學,創(chuàng)立了坐標系和點的坐標概念,負數(shù)才獲得了幾何意義和實際意義。確立了它在數(shù)學中的地位,逐漸為人們所公認。

  從上面可以看出,我國數(shù)學巨著《九章算術》中的“正負術”與“方程術”不僅是我國數(shù)學中的兩項偉大成就,在世界數(shù)學史上也是一份十分可貴的財富。

  不過,《九章算術》并沒有完全解決正負數(shù)的乘、除運算。“負負得正”這一法則,是公元11世紀我國宋朝的《議古根源》一書中闡明的。毫無疑問,這在世界數(shù)學史上也是捷足先登的。

   我們在小學里只學習正數(shù)與零,這樣就不能做“小數(shù)減去大數(shù)”的減法。有了負數(shù)后,在數(shù)集合內,任何減法都是可以進行的。另外,加法、乘法、除法(除數(shù)不為零)也都是可以進行的。


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