簡介
命名由來
“有理數”這一名稱不免叫人費解,有理數并不比别的數更“有道理”。事實上,這似乎是一個翻譯上的失誤。有理數一詞是從西方傳來,在英語中是rational number,而rational通常的意義是“理性的”。中國在近代翻譯西方科學著作,依據日語中的翻譯方法,以訛傳訛,把它譯成了“有理數”。但是,這個詞來源于古希臘,其英文詞根為ratio,就是比率的意思(這裡的詞根是英語中的,希臘語意義與之相同)。所以這個詞的意義也很顯豁,就是整數的“比”。與之相對,“無理數”就是不能精确表示為兩個整數之比的數,而并非沒有道理。
有理數的認識
有理數為整數(正整數、0、負整數)和分數的統稱。正整數和正分數合稱為正有理數,負整數和負分數合稱為負有理數。因而有理數集的數可分為正有理數、負有理數和零。由于任何一個整數或分數都可以化為十進制循環小數,反之,每一個十進制循環小數也能化為整數或分數,因此,有理數也可以定義為十進制循環小數。
有理數集是整數集的擴張。在有理數集内,加法、減法、乘法、除法(除數不為零)4種運算通行無阻。
有理數a,b的大小順序的規定:如果a-b是正有理數,則稱當a大于b或b小于a,記作a>b或b
有理數集與整數集的一個重要區别是,有理數集是稠密的,而整數集是密集的。将有理數依大小順序排定後,任何兩個有理數之間必定還存在其他的有理數,這就是稠密性。整數集沒有這一特性,兩個相鄰的整數之間就沒有其他的整數了。
有理數是實數的緊密子集:每個實數都有任意接近的有理數。一個相關的性質是,僅有理數可化為有限連分數。依照它們的序列,有理數具有一個序拓撲。有理數是實數的(稠密)子集,因此它同時具有一個子空間拓撲。
有理數及其分類
有理數的分類按不同的标準有以下兩種:
(1)按有理數的定義分類:
(2)按有理數的性質分類:
有理數分為正有理數和負有理數,正有理數分為正整數和正分數,負有理數分為負整數和負分數。
基本運算法則
加法運算
1、同号兩數相加,取與加數相同的符号,并把絕對值相加。
2、異号兩數相加,若絕對值相等則互為相反數的兩數和為0;若絕對值不相等,取絕對值較大的加數的符号,并用較大的絕對值減去較小的絕對值。
3、互為相反數的兩數相加得0。
4、一個數同0相加仍得這個數。
5、互為相反數的兩個數,可以先相加。
6、符号相同的數可以先相加。
7、分母相同的數可以先相加。
8、幾個數相加能得整數的可以先相加。
減法運算
減去一個數,等于加上這個數的相反數,即把有理數的減法利用數的相反數變成加法進行運算。
乘法運算
1、同号得正,異号得負,并把絕對值相乘。
2、任何數與零相乘,都得零。
3、幾個不等于零的數相乘,積的符号由負因數的個數決定,當負因數有奇數個時,積為負,當負因數有偶數個時,積為正。
4、幾個數相乘,有一個因數為零,積就為零。
5、幾個不等于零的數相乘,首先确定積的符号,然後後把絕對值相乘。
除法運算
1、除以一個不等于零的數,等于乘這個數的倒數。
2、兩數相除,同号得正,異号得負,并把絕對值相除。零除以任意一個不等于零的數,都得零。
注意:
零不能做除數和分母。
有理數的除法與乘法是互逆運算。
在做除法運算時,根據同号得正,異号得負的法則先确定符号,再把絕對值相除。若在算式中帶有帶分數,一般先化成假分數進行計算。若不能整除,則除法運算都轉化為乘法運算。
乘方運算
1、負數的奇數次幂是負數,負數的偶數次幂是正數。例如:(-2)³(-2的3次方)=-8,(-2)²(-2的2次方)=4。
2、正數的任何次幂都是正數,零的任何正數次幂都是零。例如:2(2的2次方)=4,2 (2的3次方)=8,0(0的3次方)=0。
3、零的零次幂無意義。
4、由于乘方是乘法的特例,因此有理數的乘方運算可以用有理數的乘法運算完成。
5、1的任何次幂都是1,-1的偶次幂是1,奇次幂是-1。
有理數運算定律
加法運算律:
1、加法交換律:兩個數相加,交換加數的位置,和不變,即 。
2、加法結合律:三個數相加,先把前兩個數相加或者先把後兩個數相加,和不變,即 。
減法運算律:
(a+b)+c=a+(b+c)a+b=a+b減法運算律:減去一個數,等于加上這個數的相反數。即: a-b=a+(-b) 。
乘法運算律:
1、乘法交換律:兩個數相乘,交換因數的位置,積不變,即 。
2、乘法結合律:三個數相乘,先把前兩個數先乘,或者先把後兩個相乘,積不變,即 。
3、乘法分配律:某個數與兩個數的和相乘等于把這個數分别與這兩個數相乘,再把積相加,即:
a(b+c)=ab+ac(ab)c=a(bc)ab= ba.
混合運算法則
有理數的加減乘除混合運算,如無括号指出先做什麼運算,按照“先乘除,後加減”的順序進行,如果是同級運算,則按照從左到右的順序依次計算。
相關問題
除以零的謬誤
在代數運算中不當使用除以零可得出無效證明: a=b 。前提a不等于b 。
由:0a=0,0b=0,得出0a=0b。
兩邊除以零,得出0a/0=0b/0。
化簡,得:a=b。
以上謬論一個假設,就是某數除以0是容許的,并且 。
0/0=a
代數處理
若某數學系統遵從域的公理,則在該數學系統内除以零必須為沒有意義。這是因為除法被定義為是乘法的逆向操作,即a/b值是方程bx=a中x的解(若有的話)。若設b=0,方程式bx=a可寫成0x=a或直接a=0。因此,方程bx=a沒有解(當a≠0時),但是任何數值也可解此方程(當a=0時)。
整數
整數,是序列{...,-3,-2,-1,0,1,2,3,...}中所有的數的統稱,包括負整數、零(0)與正整數。和自然數一樣,整數也是一個可數的無限集合。這個集合在數學上通常表示為粗體Z或,源于德語單詞Zahlen(意為“數”)的首字母。
在代數數論中,這些屬于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。
全體整數關于加法和乘法形成一個環。環論中的整環、無零因子環和唯一分解域可以看作是整數的抽象化模型。
Z是一個加法循環群,因為任何整數都是若幹個1或 -1的和。1和 -1是Z僅有的兩個生成元。每個元素個數為無窮個的循環群都與(Z,+)同構。



















