自然数集扩充后的基数理论

自然数集扩充后,其基数理论起了相应变化,定义与法则都需作调整以适应数学教学与应用的需要。     

认识自然数

本文以自然数的意义与性质 ,数的发展为题 ,介绍自然数的内涵、自然数加法、乘法的规则 ,数的扩充 ,数的扩充原则。在认识自然数的过程中 ,更多地接触和经历有关的情境和实例 ,在现实背景下感受和体验 ,更具体、更深刻的把握数的概念 ,以符合《数学课程标准》中“建立数感和符号感 ,发展抽象思维”的要求。     

再论自然数的基数理论

自然数集扩充后，其基数理论起了相应变化，定义与运算法则都需作调整以适应数学教学与应用的需要．     

"0"作为自然数后应作哪些相应补充

自然数集是日常生活中应用最为广泛的一个数集 ,它既可以用来清点数目的多少 ,也可用来编排顺序 ,也就是说点数或排序的结果都是自然数 .数学上据此形成了两种自然数理论 :基数理论和序数理论 ,而这两种理论都是在零不是自然数的前提下给出的 .现在将“0”作为自然数后 ,[《中华人民共和国国家标准》(ＧＢ310 0— 310 2— 93)规定 :自然数包括 0 ]这两种理论皆有必要作相关补充 :1　基数理论下的有关补充集合论的创始人康托尔 (Ｇ·Ｃａｎｔｏｒ)指出 :如果一个集合能够与它的一个真子集建立等价关系 ,这个集合就是无限集 .据此有以下定义 :…     

从公理化视角看待自然数及其算术运算

重温了意大利数学家皮亚诺的自然数公理系统,认真研习并解读了自然数公理化的定义,并在自然数基本定义和公理的基础上,运用数学归纳法,对自然数加法和乘法的基本运算进行了例证,从而探讨皮亚诺自然数公理系统在高中数学教学中的意义.     

自然数集及其性质

人类最早认识的数就是自然数,在理论上研究数的概念,首先需要建立关于自然数的理论。自然数是人类最早认识的数,但在中小学教学中很少有人对它进行证明的教法,但作为教师理应掌握其实质,文章就自然数的两种理论(基数理论和序数理论)做以探究。     

函数视域下的数列问题

从函数的观点看，数列的实质是定义在正自然数集或它的子集上的一类特殊函数，是函数概念的进一步延伸．因此，我们在解决有关数列问题时，应站在函数的角度，高屋建瓴，充分利用函数的观点，以它的概念、性质、图像等特性为纽带，架起函数与数列间的桥梁，揭示二者间的内在联系，从而合理消化、有效分解数列问题．     

“数系的扩充”一课的教学过程设计

数系扩充的过程体现了数学的发展和创造的过程,也体现了数学发生、发展的客观需求．虽然学生知道自然数集、整数集、有理数集和实数集,了解它们之间的包含关系,但是并没有体会到数系扩充的过程．本节课应突出数系的扩充过程,让学生通过回忆以往的学习历程,了解数集每一次扩充的必要性和可能性．同时,复数的运算是一种新的规定,它是数学体系建构过程中的重要组成部分．学生通过类比归纳、     

把0划归自然数集的理由

安徽阜阳市临泉县庞营乡中心小学赵莉珍老师来信咨询:“零”是最小的自然数,那它是不是最小的一位数?还有部分老师来电话咨询:为什么现在课本上要把“零”化归于自然数中?这个问题看似简单,却颇有普遍性。为此,我们专门请数学特级教师萧铁滥铿对这个问题作了解答。     

无限思想与数学发展

一位教师在教学“自然数按能否被2整除分为偶数和奇数”时,让学生按从小到大的顺序列举偶数与奇数,并板书,然后引导学生探究偶数和奇数的特点.这时,有一位学生提出了自己的看法:自然数的个数是偶数个数的2倍.他的理解是:因为自然数是按一个偶数一个奇数,又一个偶数又一个奇数这样的顺序排列的,偶数与奇数的个数一样多,所以说自然数的个数既是偶数个数的2倍,也是奇数个数的2倍.该教师立刻表扬了这个学生,说“:你的眼力真厉害,看问题很全面,自然数的个数确实是偶数个数的2倍.”看到这里,我们不禁要问,自然数集是无限集,怎么可以说自然数的个数是偶数个数的2倍?如果该教师具备集合论的知识,就不会犯下这样的科学性的错误了.而且,这样的错误在中小学数学教学中并不是少数.我们认为,为了搞好数学教学,光在教学设计上下工夫是不够的,教师一定应当具有广泛的数学知识背景,不仅要明了中小学数学知识的背景、地位与作用,还应该对数学所蕴涵的文化价值、思想方法、人文观点等有自己的体会.因此,我们将推出一系列结合中小学数学知识的数学史话文章,只求老师们能从中学到一点对自己今后教学有用的知识,以提高数学教学的科学性.     

“0”作为自然数的两个基本问题

目前，我国所有数学出版物，包括各类数学新教材，都把自然数集记为N={0，1，2，3，…}非零自然数集记为N (或N。)={1，2，3，…}。这就是说，今后要把数…0’作为自然数，第一个自然数是0而不是1。由此看来，这就不仅仅是一个数学符号的改变，而是对自然数及其相关理论要进行一次重新认识。故此有两个基本问题需要澄清：     

零是自然数引起的思考

本就中学教学中从零是自然数这一理论引发对自然基数、自然数序数理论以及集合、数学归类的思考，并对相关理论提出自己的观点。     

解析“0”为什么是一个自然数

在过去的中小学数学教学中,数字“0”一直不属于自然数,但是现在已明确把“0”归于自然数。为什么有这样的变化?作为数学教师必须清楚。许多数学工作者都认为这仅仅是一个“规定”,用数学的行话讲即“定义”,这就是说以前定义“1,2,3,…,n…”为目然数集,而现在则定义“0,1,2,3,…,n…”为自然数集。显然这样的解释是不够的,下面谈谈笔者的理解。     

对自然数定义的一些注记

利用公理化方法,通过定义非空集上的二元关系"π",使该集合构成全序集,然后在该集合中给出以含有最小元素原理或最大元素原理的适当公理体系来重新刻画自然数的定义,最后证明这些定义与自然数的皮亚诺公理定义彼此是等价的。     

数学“麻辣烫”

（三）有趣的“3x＋1”问题 从任意一个自然数出发，按照确定的规则得到另一个自然数（它与原先的自然数可以相同，也可以不同），我们称此为对自然数施行了一个变换．例如，只要你随意说出一个自然数x，利用这个自然数，我们可以构造一个新的自然数y，方法如下：     

“实数”二三事

自然数当然是数系中最基础的部分．但不管是从人们表达数量的需要，还是从运算的角度来看，只有自然数显然是不够的．于是就出现了分数、小数、无理数等等．     

活用导数证明与自然数有关的不等式

证明与自然数有关的不等式是高中数学教学的重点、难点、热点．在用数学归纳法及放缩法证明与自然数有关的不等式时,如果思维受阻,不妨改变思维的角度,尝试将自然数集上的不等式看作实数集上的不等式,巧妙构造函数,发挥导数的优越性,用导数方法证明,不仅有利于开辟新的证明思路,而且有利于化繁为简,化难为易．     

回归到函数——求数列最值项问题的捷径

从函数的角度看数列，数列应为定义在自然数集或其子集上的一类特殊函数，而数列的项应为该函数的函数值；因此，求数列的最大项与最小项问题，完全可以回归到函数问题加以解决，其主要策略如下．     

例说新定义趣味自然数的解法

新定义趣味自然数问题,是近年来各种能力测试及竞赛的热门考点,这种题型给出一定规划下的定义(如"漂亮数"、"吉祥数"、"幸运数"、"平方舞伴数"等),要求找出符合这一规则的趣味自然数是哪些?有多少个?有什么性质?学生在解答这类题目时往往感到比较困难,其实,只要深刻理解了题目中新定义的含义,发现新定义的一些性质,并以此为依据,努力探索,准确推理,问题就可迎刃而解.     

一种集合分层及其哲学意蕴

该文从简到繁讨论了各种类型的集合论及支持它们的数学和哲学理论。拓展了贝奈斯和王浩的工作,在数学和哲学角度建立了集合分层理论,解除各类型集合论间的对立,使它们相互补充,从而使它们在数学和哲学上达到一致成为可能。