(作者:刘岳老师)
据说在广大数学系同学的教材中,证明题被分为了两大类:
(1)这t(题)m(目)也用证?
(2)这t(题)m(目)也能证?
而今天的问题,可能还要特殊一点,你可以说它属于第一类,若是归属于第二类好像也毫无违和感,是的,说的就是我们小学就知道的加法交换律:a b=b a。
当然,它又不是公理,况且,并不是每一种运算都满足交换律,比如减法就不行,a-b和b-a并不是总相等的,a÷b和b÷a往往也是两回事,解释这一点很简单,对于a b而言,其中的a和b都叫做加数,但是对于a-b,一个叫减数,一个叫被减数,当然不能随意交换。
接下来关于这个等式的证明,或许我们会有一些这样那样的想法,比如,通过移项两边加加减减。
当然不可能这么简单了。
做证明题一定要清楚一点,我们有什么?
对这个问题无从下手的一个主要因素就是,这题没给条件啊!其实也不是没给,是默认我们都知道了,比如
(1)什么是a、b(这里代指自然数);
(2)什么叫加法。
我们确实知道,只不过我们熟悉的并不能解决这个问题。
什么叫自然数?
像0、1、2、3……这样的数叫自然数,这是我们小学就知道的定义,这个定义能帮助孩子们理解、辨别自然数,至于严谨不严谨的,这不在小学考虑的范畴。
但对于我们这个问题,什么叫自然数就很重要了。
对于一些数学基础定义,我们下定义的方式从来都不是“它是什么”,我们不曾讨论过“1是什么?”、“1真实存在吗”等等,我们只会描述“1”可以用来做什么,比如“我在马路边捡到1元钱”、“这次考试我考了班级第1,倒数的”。
明确我们想要它来干什么,再用公理来规范它,即所谓的公理化,至于它本身有没有意义之类的,who care。
我们想要自然数实现什么?
(1)基数功能:表示数量;
(2)序数功能:表示顺序;
(3)运算功能:如果1 2不能得到3的话,那么1 2与a b又有什么区别?
原始人结绳计数
通用的定义自然数的公理是皮亚诺(Peano)公理,以下内容参考《陶哲轩实分析》一书,关于皮亚诺公理作简单介绍。