理论的动态发展完完备与进化:数论Number Theory数域的进化史 与 Infinite Precision无限精度+Infinite Approximation无穷近似

发布时间 2023-10-03 11:54:22作者: abaelhe

Infinite Precision:
(0)数是什么?以有限的数元,度量与表示无限的现象、事物与状态,作为整个数学科学理论的根基。
以Binary二进制为例, 有{0,1}, Constant/Dynamic系统建模上,两种state(状态)?0->1与1->0代表“change变化”?
而Decimal十进制,有{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}十种数元,
运算符号上,运算及其逆运算 总是成对的,并且需要设定运算符号的“单位元”,
例如Decimal十进制上, 0 是 +加法的单位元, 1是乘法的单位元。
+加法运算符号,源于生活的计数Couting 需求,
乘法运算符号,始于分配财产例如“土地面积”计量;
-减法运算符号,始于对 +加法运算的 逆运算需求;
/除法运算符号,始于对 乘法运算的 逆运算需求。
(1) 1=0.999....无限近似 Infinite Approximation 的思想。
(2) 1.0与0.9 之间可以无穷划分:无限精度 Infinite Precision思想.
对于两个任意小的不同的数之间,可以无穷划分:无限精度Infinite Precision.
形象表达:任意短的线段都可以无限分割(无限精度),“无限分割”有许多种, bisect:最常用之一.
例 0.(N个零)100... 与 0.(N个零)09
... , N是任意的常数。
理论上有保障的“无限精度”,实际上根据需要取的满足任何条件精度.

(3) irrational number无理数: 无限不循环小数例如PI, e自然数, 与2的开方运算结果.
实际上是运算符号(+, -, *, /, 开方, 对数)作用于数产生的非封闭数。 例如:
N(+, *)自然数集合(+) 对 -减法(+的逆运算)不封闭, 为建立对+加法及其逆运算(-减法)封闭的数域Field, 而扩充了新数元(负数),形成Z(+, -, )整数集合.
为使Z(+, -, )整数集合对 乘法及其逆运算(/除法)都完全封闭, 历史上经历过两个阶段(Q有理数集合与R实数集合):
Q阶段: 扩充数元(p/q, 分数或小数), 建立Q(+, -, , /)有理数集(对乘法的逆运算部分封闭性, 即Q有稠密性但并不完备, 例如, 表达无理数: 求解 x
x=2, 以及割圆术无穷近似得到圆周率 PI的题目);
为使Z(+, -, )对 乘法及其逆运算都完全封闭, 不仅要引入其逆运算/(除法), 而且必须要扩充新数元: Irrational Number无理数(即求解 xx=2的x值, 以及割圆术的PI),建立了 R(+,-,,/)实数集合, 至此,得到对四则运算完全封闭的数域R(+,-,
,/)集合,对 +加法及其逆运算,特别是对 乘法的逆运算实现完全封闭性的数域.
自此,Mathmatical Analysis(Calculus:Integral+Differential) 的理论建立在有完备性可靠的实数集R(+,-,
,/)之上。理论上的完备性保障无穷精度。
(4) 数制上,Decimal十进制之外,常用的有Binary二进制, Octal八进制,Hexadecimal十六进制, 32进制,64进制..., 而Binary二进制是最精简的,只有0与1两个数元, 而且实现负数的表示及(+,-,
,/)的四则运算,更基于 Binary之上形成的 Boolean Algebra布尔代数逻辑, 将理论上的数元及运算,以模拟及数字电子电路实现。