实数的有关概念和性质


实数的概念

实数可以分为有理数和无理数两类,或代数数和超越数两类,或正实数,负实数和零三类。

实数集通常用黑正体字母

R

表示。而

表示

n

维实数空间。实数是不可数的。实数是实数

理论的核心研究对象。

实数可以用来测量连续的量。

理论上,

任何实数都可以用无限小数的方式表示,

小数点的右

边是一个无穷的数列(可以是循环的,也可以是非循环的)。在实际运用中,实数经常被近

似成一个有限小数(保留小数点后

n

位,

n

为正整数)。在计算机领域,由于计算机只能

存储有限的小数位数,实数经常用浮点数来表示。

实数的运算法则

1

、加法法则:

1

)同号两数相加,取相同的符号,并把它们的绝对值相加;

2

)异号两数相加,取绝对值大的加数的符号,并用较大的绝对值减去较小的绝对值。

可使用①加法交换律:两个数相加,交换加数的位置,和不变.即:

②加法结合律:三个数相加,先把前两个数相加,或先把后两个数相加,和不变.即:

2

、减法法则:

减去一个数等于加上这个数的相反数。即

a-b=a+(-b)

3

、乘法法则:

1

)两数相乘,同号取正,异号取负,并把绝对值相乘。

2

n

个实数相乘,有一个因数为

0

,积就为

0

;若

n

个非

0

的实数相乘,积的符号由负因

数的个数决定,当负因数有偶数个时,积为正;当负因数为奇数个时,积为负。

3

)乘法可使用①乘法交换律:两个数相乘,交换因数的位置,积不变.即:

②乘法结合律

三个数相乘,

先把前两个数相乘,

或者先把后两个数相乘,

积不变.

即:

③分配律

一个数同两个数的和相乘,等于把这个数分别同这两个数相乘,再把积相

加.即:

4

、除法法则:

1

)两数相除,同号得正,异号得负,并把绝对值相除。

2

)除以一个数等于乘以这个数的倒数。即

3

0

除以任何数都等于

0

0

不能做被除数。

5

、乘方:

所表示的意义是

n

a

相乘,即

正数的任何次幂是正数,负数的偶次幂是正数,负数的奇次幂是负数.

乘方与开方互为逆运算。

6

、实数的运算顺序:乘方、开方为三级运算,乘、除为二级运算,加、减是一级运算,如

果没有括号,

在同一级运算中要从左到右依次运算,

不同级的运算,

先算高级的运算再算低

级的运算,有括号的先算括号里的运算。无论何种运算,都要注意先定符号后运算。

整数中,能够被2整除的数,叫做偶数不能被2整除的数是奇数

包括有理数和无理数其中无理数就是无限不循环小数,有理数就包括整数和分数数学上,实数直观地定义为和数轴上的点一一对应的数

自然数,非负整数集合;

正整数 1,2,3……数列组成的集合;

整数 自然数,负整数的集合;

有理数 可表示为分数的数的集合;

无理数 不可表示为分数的无限不循环小数的集合;

实数 有理数,无理数的集合。

有理数

是整数(正整数、0、负整数)和分数的统称,是整数和分数的集合。

整数也可看做是分母为一的分数。不是有理数的实数称为无理数,即无理数的小数部分是无限不循环的数。是“数与代数”领域中的重要内容之一,在现实生活中有广泛的应用,是继续学习实数、代数式、方程、不等式、直角坐标系、函数、统计等数学内容以及相关学科知识的基础。

实数(real number)是有理数和无理数的总称,定义为与数轴上的实数,点相对应的数,是实数理论的核心研究对象,它与虚数共同构成复数。 实数可以分为有理数和无理数或代数和超越数。实数集通常用黑正体字母R表示,R表示n维实数空间。所有实数的集合则可称为实数系(real number system)或实数连续统。理论上,任何实数都可以用无限小数的方式表示,小数点的右边是一个无穷的数列(可以是循环的,也可以是非循环的)。

基本运算

实数可实现的基本运算有加、减、乘、除、乘方等,对非负数(即正数和0)还可以进行开方运算。实数加、减、乘、除(除数不为零)、平方后结果还是实数。任何实数都可以开奇次方,结果仍是实数,只有非负实数,才能开偶次方其结果还是实数。

性质

封闭性

实数集对加、减、乘、除(除数不为零)四则运算具有封闭性,即任意两个实数的和、差、积、商(除数不为零)仍然是实数。

有序性

实数集是有序的,即任意两个实数、必定满足并且只满足下列三个关系之一:,,。

传递性

实数大小具有传递性,即若,且,则有。

阿基米德性质

实数具有阿基米德性质(Archimedean property),即,,若,则∃正整数,。

稠密性

实数集具有稠密性,即两个不相等的实数之间必有另一个实数,既有有理数,也有无理数。

完备性

作为度量空间或一致空间,实数集合是个完备空间,它有以下性质:

一、所有实数的柯西序列都有一个实数极限。

有理数集合就不是完备空间。例如,(1, 14, 141, 1414, 14142, 141421, ) 是有理数的柯西序列,但没有有理数极限。实际上,它有个实数极限。

实数是有理数的完备化——这亦是构造实数集合的一种方法。

极限的存在是微积分的基础。实数的完备性等价于欧几里德几何的直线没有“空隙”。

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