【数学趣事:从一到无穷大,无穷大存在吗?无穷的符号怎么写】从一到无穷大 , 无穷大存在吗?无穷的符号怎么写?今天就由为同学们带来这个数学趣事:从一到无穷大 , 无穷大存在吗?无穷的符号怎么写?
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故事适合年级:小学一年级 , 数学启蒙【从一到无穷大 , 无穷大存在吗?无穷的符号怎么写】趣味小故事:无穷大的存在问题是一个令人惊讶的古老问题 。亚里士多德首先引入了一个明确的区分 , 以帮助理解它的意义 。他区别两种不同的无穷大 。其中之一 , 他称之为潜在无穷大:这种无限大刻画了无止境的宇宙或一个永无休止的名单 , 例如自然数1、2、3、4、5 , 等等 , 永远继续下去 。这些是没有结束的列举或没有边界的疆场 , 你永远无法到达数的终点 , 或乘太空飞船达到无休止的宇宙终端 。亚里士多德很乐意这些潜在的无穷大 , 他认识到 , 它们的存在在他关于宇宙的思维方式中没有制造任何大麻烦 。
亚里士多德将所谓的实际无穷大与潜在无穷大相区分 。这些将是你可以测量的局部的东西 , 例如固体的密度、光的亮度或一个物体的温度 , 在某个特定地方或时间变成无限 。你将能在宇宙中局部地遇到这种无限 。亚里士多德禁止实际无穷大:他认为它们是不可能存在的 。这与他的本质上不可能有完美的真空的信念是一致的 。如果可能的话 , 他相信人们能够推动一个物体并加快到无穷的速度 , 因为它不会遇到阻力 。
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几千年来 , 亚里士多德的哲学构成西方和基督教教义关于宇宙本质的基础 。人们继续认为 , 实际的无穷不可能存在 , 如果存在的话 , 那么唯一实际无穷是神性 。
但在19世纪接近尾声时 , 数学家乔治·康托尔发展了一种更微妙的方式定义数学的无穷 , 它使数学世界开始发生变化 。康托尔认识到 , 有一个最小类型的无穷大:永无休止的自然数列1、2、3、4、5... 。他称这是一个可数无穷大 。任何其他的无穷大 , 如果可以通过把其成员以一对一的方式对应到所有自然数 , 也被称为可数无穷大 。
这个想法有一些有趣的后果 。例如 , 所有的偶数全体也是一个可数无穷大 。直觉上 , 你可能会认为偶数只有自然数的一半多 , 因为对有限个数的列举这是对的 。但是 , 当列举变得无止境后 , 这不再为真 。你可以给出一个从1到2、从2到4、从3到6等等直到最后的两个列举之间的一一对应 。每个偶数将对应到自然数列中的一个唯一的相关数 , 所以这两个数集有同样多的数 。伽利略首先发现了这个事实(尽管他数的是平方数1、4、9、16 , 等等 , 而不是偶数) , 因为感到太奇怪了 , 导致他不再进一步思考任何无限集合 。他认为 , 这件事有一些危险的自相矛盾之处 。然而 , 对于康托尔而言 , 能够在数集和其子集之间建立一个一一对应的关系 , 是一个无限集合的标志性特征 。
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同样 , 所有有理数的全体 , 也就是所有的分数 , 是可数无穷大 。系统列举这些数的方法是把分数的分子和分母加起来 , 然后先写下所有分子分母和为2的分数(只有一个 , 1/1) , 然后所有加起来为3的分数(1/2和2/1) , 依此类推 。每次你只计数有限多个的分数(p+q=n的分数p/q个数是n-1) 。这是计数所有有理数的一个可靠配方:你不会错过任何数 。这表明 , 有理数是可数的 , 即使在直观感觉上 , 分数似乎比自然数多得多 。
康托尔接着证明 , 还有其它类型的无穷大 , 并在某种意义上比可数无穷大要大得多 , 因为它们不能以可数无穷的方式来计数 。这样一个无穷大的特征由所有实数的全体体现 。像实数一样 , 这些都不可能被计数 , 没有系统地列出它们的方案 。这种不可数无穷大也被称为连续统 。
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