整数














各种各样的數

基本

N⊆Z⊆Q⊆R⊆C{displaystyle mathbb {N} subseteq mathbb {Z} subseteq mathbb {Q} subseteq mathbb {R} subseteq mathbb {C} }mathbb {N} subseteq mathbb {Z} subseteq mathbb {Q} subseteq mathbb {R} subseteq mathbb {C}
NumberSetinC.svg







正數 R+{displaystyle mathbb {R} ^{+}}{mathbb  {R}}^{+}
自然数 N{displaystyle mathbb {N} }mathbb{N}
正整數 Z+{displaystyle mathbb {Z} ^{+}}{mathbb  {Z}}^{+}
小数
有限小数
无限小数
循环小数
有理数 Q{displaystyle mathbb {Q} }mathbb{Q}
代數數 A{displaystyle mathbb {A} }mathbb{A}
实数 R{displaystyle mathbb {R} }mathbb {R}
複數 C{displaystyle mathbb {C} }mathbb {C}
高斯整數 Z[i]{displaystyle mathbb {Z} [i]}mathbb{Z}[i]




负数 R−{displaystyle mathbb {R} ^{-}}mathbb{R}^-
整数 Z{displaystyle mathbb {Z} }mathbb {Z}
负整數 Z−{displaystyle mathbb {Z} ^{-}}{displaystyle mathbb {Z} ^{-}}
分數
單位分數
二进分数
規矩數
無理數
超越數
虚数 I{displaystyle mathbb {I} }{mathbb  {I}}
二次无理数
艾森斯坦整数 Z[ω]{displaystyle mathbb {Z} [omega ]}{displaystyle mathbb {Z} [omega ]}





延伸






雙曲複數
雙複數
四元數 H{displaystyle mathbb {H} }{mathbb  {H}}
共四元數英语Dual quaternion
八元數 O{displaystyle mathbb {O} }mathbb{O}
超數
上超實數




超复数
十六元數 S{displaystyle mathbb {S} }mathbb {S}
複四元數
大實數
超實數 R{displaystyle ^{*}mathbb {R} }{displaystyle ^{*}mathbb {R} }
超現實數





其他






对偶数
序数
質數 P{displaystyle mathbb {P} }mathbb {P}
同餘
可計算數
整數數列
數學常數




公稱值
超限数
基數
P進數
規矩數
可定義數
阿列夫數




圓周率 π=3.141592653…{displaystyle pi =3.141592653dots }{displaystyle pi =3.141592653dots }
自然對數的底 e=2.718281828…{displaystyle e=2.718281828dots }{displaystyle e=2.718281828dots }
虛數單位 i=−1{displaystyle i={sqrt {-1}}}{displaystyle i={sqrt {-1}}}
無窮大 {displaystyle infty }infty









群论

Rubik's cube.svg


























整数,是序列{…,−4,−3,−2,−1,0,1,2,3,…}{displaystyle {ldots ,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,ldots }}{displaystyle {ldots ,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,ldots }}中所有的数的统称,包括负整数、零(0)与正整数。和自然數一樣,整數也是一個可數的無限集合。這個集合在数学上通常表示粗體Z{displaystyle Z}ZZ{displaystyle mathbb {Z} }mathbb {Z} ,源于德语单词Zahlen(意为“数”)的首字母。


在代數數論中,這些屬於有理數的一般整數會被稱為有理整數,用以和高斯整數等的概念加以區分。




目录






  • 1 正整数与负整数


  • 2 代数性质


  • 3 有序性质


  • 4 電腦中的整數


  • 5 Z{displaystyle mathbb {Z} }mathbb {Z} 的基數


  • 6 参见





正整数与负整数



整數是一个集合,通常可以分为正整數、零(0)和負整數。正整數(符号:Z+Z+{displaystyle mathbb {Z} ^{+}}mathbb{Z}^{+})即大於0的整數,是正数与整数的交集。而負整數(符号:Z−{displaystyle Z^{-}}{displaystyle Z^{-}}Z−{displaystyle mathbb {Z} ^{-}}mathbb{Z}^{-})即小於0的整數,是负数与整数的交集。和整數一样,两者都是可數的無限集合。除正整數和負整數外,通常将0與正整數统称为非負整數(符号:Z+0Z0+{displaystyle mathbb {Z} _{0}^{+}}mathbb{Z}^{+}_{0}),而将0與負整數统称为非正整數(符号:Z-0Z0−{displaystyle mathbb {Z} _{0}^{-}}mathbb{Z}^{-}_{0})。在数论中自然数通常被视为与正整數等同,即1,2,3等,但在集合论和计算机科学中自然数则通常是指非负整数,即0,1,2等。



代数性质


下表给出任何整数a,b,c{displaystyle a,b,c}a, b, c的加法和乘法的基本性质。





































性質 加法 乘法

封闭性

a+b{displaystyle a+b}a + b是整数

b{displaystyle atimes b}a times b是整数

结合律
a+(b+c)=(a+b)+c{displaystyle a+(b+c)=(a+b)+c}a + (b + c) = (a + b) + c
(b×c)=(a×b)×c{displaystyle atimes (btimes c)=(atimes b)times c}a times (b times c) = (a times b) times c

交换律
a+b=b+a{displaystyle a+b=b+a}a + b = b + a
b=b×a{displaystyle atimes b=btimes a}a times b = b times a
存在单位元
a+0=a{displaystyle a+0=a}{displaystyle a+0=a}
1=a{displaystyle atimes 1=a}{displaystyle atimes 1=a}
存在逆元
a+(−a)=0{displaystyle a+(-a)=0}{displaystyle a+(-a)=0} 在整数集中,只有1或-1对于乘法存在整数逆元,其余整数a{displaystyle a}a关于乘法的逆元为1a{displaystyle {frac {1}{a}}}frac{1}{a},都不为整数。

分配律

(b+c)=a×b+a×c{displaystyle atimes (b+c)=atimes b+atimes c}{displaystyle atimes (b+c)=atimes b+atimes c}

全体整数关于加法和乘法形成一个环。环论中的整环、无零因子环和唯一分解域可以看作是整数的抽象化模型。


Z{displaystyle mathbb {Z} }mathbb {Z} 是一个加法循环群,因为任何整数都是若干个1或-1的和。1和-1是Z{displaystyle mathbb {Z} }mathbb {Z} 仅有的两个生成元。每个元素个数为无穷个的循环群都与(Z,+){displaystyle (mathbb {Z} ,+)}{displaystyle (mathbb {Z} ,+)}同构。



有序性质


Z是一个全序集,没有上界和下界。Z{displaystyle mathbb {Z} }mathbb {Z} 的序列如下:


<−2<−1<0<1<2<…{displaystyle ldots <-2<-1<0<1<2<ldots }{displaystyle ldots <-2<-1<0<1<2<ldots }

一个整数大于零则为正,小于零则为负。零既非正也非负。


整数的序列在代数运算下是可以比较的,表示如下:



  1. a<b{displaystyle a<b}a < bc<d{displaystyle c<d}c < d,则a+c<b+d{displaystyle a+c<b+d}a + c < b + d

  2. a<b{displaystyle a<b}a < bc>0{displaystyle c>0}c > 0,则a∗c<b∗c{displaystyle a*c<b*c}a * c < b * c;若c<0{displaystyle c<0}c < 0,则a∗c>b∗c{displaystyle a*c>b*c}a * c > b * c.


整数环是一个欧几里德域。



電腦中的整數




Z{displaystyle mathbb {Z} }mathbb {Z} 的基數


Z{displaystyle mathbb {Z} }mathbb {Z} 的基數(或勢)是ℵ0,與N{displaystyle mathbb {N} }mathbb{N}相同。這可以從Z{displaystyle mathbb {Z} }mathbb {Z} 建立一雙射函數到N{displaystyle mathbb {N} }mathbb{N}來證明,亦即該函數要同時滿足單射及滿射的條件,例如:


f(x)={2x+1,if x≥02|x|,if x<0{displaystyle f(x)={begin{cases}2x+1,&{mbox{if }}xgeq 0\2|x|,&{mbox{if }}x<0end{cases}}}f(x) = begin{cases} 2x + 1, & mbox{if } x ge 0 \ 2|x|, & mbox{if } x < 0 end{cases}

當該函數的定義域僅限於Z{displaystyle mathbb {Z} }mathbb {Z} ,則證明Z{displaystyle mathbb {Z} }mathbb {Z} N{displaystyle mathbb {N} }mathbb{N}可建立一一對應的關係,即兩集等勢。



参见



  • 整數數列線上大全

  • 超整數






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