 |
Podstawowe działania matematyczne - próba rozszerzenia Ten wątek jest przedawniony Działy Forum » Nauka
| Napisano | Autor | Tytuł | | 26-01-2010 13:12 | setarkos (10757 punktów) | Podstawowe działania matematyczne - próba rozszerzenia | Dzień Dobry
Dodawanie i mnożenie zna każdy. W liczbach naturalnych potrafimy wyniki tych działań znajdować nawet bez kalkulatorów.
Zastanawiające zdaje się istnienie tylko dwu naturalnych (przemiennych i wieloargumentowych) działań.. Dlaczego dwu? Wpierw wypadałoby porównać ich odmienność - banalna tabliczka mnożenia wygląda na bardziej 'skomplikowaną' niż ew. 'tabliczka dodawania', która tak prosta, że zbędna.. Dlaczego? Później dostrzega się kolejność działań - mnożenie ma pierwszeństwo.. Dlaczego? Następnie 'wprowadza się' prawa rozdzielności - "x" jest rozdzielne względem "+" (ale nie odwrotnie).. Wreszcie nadchodzi wiek XVII i logarytmy Pana Napiera (Nepera), które w cudowny sposób zmieniają mnożenie w dodawanie .. ale nie uprzedzajmy myśli ..
Zadanie polega na znalezieniu działania, (nazwijmy je "(+)" lub 'hipododawanie'), względem którego zwykłe dodawanie jest rozdzielne, oraz działania ('hipermnożenia' - "(x)"), które jest rozdzielne względem mnożenia.
Ciekawym Państwa pomysłów Pozdrawiam
| Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.
Maddy (12885 punktów) (zablokowany) | Odp: podstawowe działania matematyczne - próba rozszerzenia | > Dzień Dobry> Dodawanie i mnożenie zna każdy.Ja bym pochopnie nie szafowała takimi tezami!!! W liczbach naturalnych potrafimy wyniki tych działań znajdować > nawet bez kalkulatorów.Oj, gdyby tak było naprawdę, moje życie byłoby prostsze.... Ale dookoła sami "humaniści" (popularne obecnie określenie osoby, która nie potrafi wyliczyć 22% z 1000zł). Ostatni przekonałam się, że przekształcenie prostego równania (musiałam sobie na szybko wyprowadzić wzór na procent składany, nigdy go nie pamiętam) to świetna sztuczka, którą można zadziwić znajomych. 
"Ateizm jest religią w takim samym stopniu w jakim nie zbieranie grzybów jest hobby"
|
|
| Karaoke (91 punktów) | > Zastanawiające zdaje się istnienie tylko dwu naturalnych (przemiennych i wieloargumentowych) >działań.. Dlaczego dwu?
tak naprawdę, to jest tylko jeden operator - dodawanie; multiplikacja jest także dodawaniem!
|
|
 | 1 na 1 | dstr (1474 punktów) | Gwoli sprostowania: > > Zastanawiające zdaje się istnienie tylko dwu naturalnych (przemiennych i wieloargumentowych)> >działań.. Dlaczego dwu?Przydaje się to przy rozpatrywaniu przekształceń w różnych algebrach... A mnożenie nie musi być przemienne. > tak naprawdę, to jest tylko jeden operator - dodawanie; multiplikacja jest także dodawaniem!Nie zawsze (patrz: przestrzeń wektorowa z iloczynem skalarnym).
|
|
| |  | | dstr (1474 punktów) | > >Nie zawsze (patrz: przestrzeń wektorowa z iloczynem skalarnym).> >  > ups... ależ z definicji "iloczyn skalarny" jest sumą ? nie'jest?Nie. Dodając wektory zawsze otrzymasz wektor - nigdy skalar. Dodajesz, co prawda, pośrednio, bo jego mnożysz jego składowe i je dodajesz... ... ale nie musi to działać w każdej przestrzeni wektorowej. Weźmy na przykład przestrzeń funkcji ciągłych na odcinku [0, 1] i iloczyn skalarny f*g=całka[0,1] f(x)g(x) dx. Jak tu sumę znajdziesz, to znaczy, że wszystko jest sumą.
|
|
| | |  | | Karaoke (91 punktów) | > >>Nie zawsze (patrz: przestrzeń wektorowa z iloczynem skalarnym).> >>  > >ups... ależ z definicji "iloczyn skalarny" jest sumą ? nie'jest?> Nie. Dodając wektory zawsze otrzymasz wektor - nigdy skalar. Dodajesz, co prawda, pośrednio, bo jego mnożysz jego składowe i je dodajesz...> ... ale nie musi to działać w każdej przestrzeni wektorowej. Weźmy na przykład przestrzeń funkcji ciągłych na odcinku [0, 1] i iloczyn skalarny f*g=całka[0,1] f(x)g(x) dx. Jak tu sumę znajdziesz, to znaczy, że wszystko jest sumą.> całka - to jednak raczej suma
|
|
| | | |  | 2 na 2 | dstr (1474 punktów) | > >(...) Jak tu sumę znajdziesz, to znaczy, że wszystko jest sumą.> >> całka - to jednak raczej suma  Nie, całka to granica
|
|
| | | | |  | | Karaoke (91 punktów) | > >całka - to jednak raczej suma  > Nie, całka to granica  > to dość śmiałe twierdzenie; pozwolę sobie w takim razie wyrazić zaskoczenie konstatacją, że całka to raczej nie suma a granica  bez urazy jeśli czegoś nie rozumiem, ale naukę matematyki zakończyłem ok. 30 lat temu;
|
|
| | | | | |  | | setarkos (10757 punktów) | > .. pozwolę sobie w takim razie wyrazić zaskoczenie konstatacją, że całka to raczej nie suma a granica  > bez urazy jeśli czegoś nie rozumiem, ale naukę matematyki zakończyłem ok. 30 lat temu;Tu uraz się nie mnoży ani ujm nie wnosi. Też mi się zdaje, że (o ile pamiętam) znak całki to stylizowane "S" oznaczające sumę.
|
|
| | | | | |  | | Małgorzata (3242 punktów) | > to dość śmiałe twierdzenie; pozwolę sobie w takim razie wyrazić zaskoczenie konstatacją, że całka to raczej nie suma a granica  > bez urazy jeśli czegoś nie rozumiem, ale naukę matematyki zakończyłem ok. 30 lat temu; Sprawdź w takim razie całkę oznaczoną Riemanna. To granica, nie suma...  Pozdrawiam
kol jom hu hizdamnut chadasza
|
|
| | | | | | |  | | Scorp (5381 punktów) | > >to dość śmiałe twierdzenie; pozwolę sobie w takim razie wyrazić zaskoczenie konstatacją, że całka to raczej nie suma a granica  > >bez urazy jeśli czegoś nie rozumiem, ale naukę matematyki zakończyłem ok. 30 lat temu;> Sprawdź w takim razie całkę oznaczoną Riemanna. To granica, nie suma...  Chyba całka (jako granica) może być skądinąd jakąś sumą? -
|
|
| | | | | | | |  | 1 na 1 | Małgorzata (3242 punktów) | > Chyba całka (jako granica) może być skądinąd jakąś sumą? Skądinąd - tak (dość szczególną sumą), ale ta całka definiowana jest jako granica. Przecież wiesz co to zbieżność ciągu...  Pozdrawiam
kol jom hu hizdamnut chadasza
|
|
| | | | | | |  | | setarkos (10757 punktów) | > .. To granica, nie suma...  A nie granica sum? Zresztą ten wątek ma tyczyć zwykłych, skończonych działań > PozdrawiamPozdrawiam  __________________________________________________ Zapewne Twa stopka pod kreską nie jest obraźliwa..
|
|
| | | | | | | |  | 1 na 1 | Małgorzata (3242 punktów) | > A nie granica sum? No widzisz! A jednak granica... > Zresztą ten wątek ma tyczyć zwykłych, skończonych działań No to macie szczęście, panowie. Przy Riemannie się wykładacie; aż strach pomyśleć co zrobilibyście z całką Lebesgue'a.  > Zapewne Twa stopka pod kreską nie jest obraźliwa.. Nie jest, zapewniam... Pozdrawiam
kol jom hu hizdamnut chadasza
|
|
1 na 1 | dstr (1474 punktów) | 1. A(+)B= -A x B (el. neutralny = -1) 2. A(+)B= pi x A x B (el. neutralny = 1/pi)
wówczas A (+) (B+C) = A(+)B + A(+)C
4. - Jeżeli A=0 lub B=0 to A(x)B = 0 - Jeżeli A!=0 i B!=0 to A(x)B = 1
wówczas A (x) (BxC) = A(x)B x A(x)C
|
|
| sceptymucha (moderator, 11470 punktów) | Hipermnożenie to potęgowanie. (a*b)^c=a^c)*(b^c) Nad hiperdodawaniem myślę. Pozdrawiam
|
|
 | | stilgar (7322 punktów) | >Hipermnożenie to potęgowanie. (a*b)^c=a^c)*(b^c) >Nad hiperdodawaniem myślę.
A hiperdodawanie to mnożenie.
|
|
|  | | setarkos (10757 punktów) |
>A hiperdodawanie to mnożenie.
Tak. A hipomnożenie to dodawanie.
|
|
| |  | | sceptymucha (moderator, 11470 punktów) | Jak do tej pory doszedłem, że hipododawanie to średnia arytmetyczna prosta. a_b=(a+b)/2 Przemienność: L= (a_b)+c= (a+c)_(b+c) =P L= (a+b)/2+c P= (a+c+b+c)/2= (a+b)/2 + c =L Udowodnione!
Pozdrawiam
|
|
| | |  | | sceptymucha (moderator, 11470 punktów) | Na wszelki wypadek dodaje: a_b_c=(a+b+c)/3 w innym zapisie _(a1,a2,a3,..an)=(a1+a2+a3+...+an)/n
Średnia arytmetyczna nie jest jakościowo tylko złożeniem dodawania i mnożenia. Pozdrawiam
|
|
| | |  | 1 na 1 | setarkos (10757 punktów) | >Jak do tej pory doszedłem, że hipododawanie to średnia arytmetyczna prosta.
Trafne spostrzeżenie - dzięki ;]. Faktycznie średnia arytmetyczna rozdziela dodawanie, podobnie działa średnia geometryczna na mnożenie. Szkoda, że tak określone hipomnożenie nie jest prostym dodawaniem.
>Pozdrawiam
Pozdrawiam [zakładajmy, że każdy zna definicje podstawowych średnich i zbędne jest je przytaczać.. ciekawe czy uogólnienia pojęcia "średniej" mogą być pomocne w bieżącym wątku]
|
|
| | | |  | | sceptymucha (moderator, 11470 punktów) | Ogólnie zaciekawiłeś mnie tym wątkiem. Myślalem nad tym dalej i szukalem w Wiki, gdy chciałem się czegoś dowiedzieć. Wnioski do których doszedłem: Nową jakością, która jest w średniej arytmetycznej, a nie ma jej w dodawaniu i mnożeniu jest 'zliczanie' ( #(a,b,c,)= 3 bo tyle jest argumenów). Średnia arytmetyczna jest quasi-grupą z R i NW. Nie ma elementu neutralnego. Wychodzi przez to z kategorii, w jakich znajdują się dodawanie i mnożenie. Myślalem, czy dałoby się zrobić jednoznaczne ciągi działań wychodząc od dowolnego (na podstawie przemienności), ale nie doszedłem do odpowiedzi. Kwestią jest czy przemienność działań wyróżnia jedno jedyne działanie. I pozostaje kwestia, że każde działanie (jego odwrotność) 'rozszerza' zbiór na którym działa odejmowanie z liczb naturalnych na całkowite, dzielenie na wymierne, pierwiastkowanie na niewymierne i urojone. Ostatnie, to czy dodawanie można zapisać jako kombinacje działań zliczania #. Mnożenie dodawania i zliczania itd. Ciekawią mnie możliwości dłubania w formalizmie. Pozdrawiam
Zastanów się, czy swoim powyższym postem nie uraziłeś moich uczuć religijnych. Jestem ateistą- czczę Święty Spokój.
|
|
| | | | |  | 1 na 1 | setarkos (10757 punktów) |
>Nową jakością, która jest w średniej arytmetycznej, a nie ma jej w dodawaniu i mnożeniu jest 'zliczanie' ( #(a,b,c,)= 3 bo tyle jest argumentów).
Tak. Zależność działania od liczebności elementów wskazuje (z reguły) na jego niełączność i (zapewne) nieprzechodniość. Przy wielu argumentach nawet nie wystarcza zliczanie, lecz konieczna bardziej rozbudowana 'ewidencja'.
>Średnia arytmetyczna (..) nie ma elementu neutralnego. Wychodzi przez to z kategorii, w jakich znajdują się dodawanie i mnożenie.
Hipododawanie zdefiniowane jako
a(+)b=log2(2a+2b)
też nie ma niestety elementu neutralnego, za to analogiczne hipermnożenie
a(x)b=2log2a x log2b
ma - jak określić średnie w tych działaniach?
> czy dałoby się zrobić jednoznaczne ciągi działań wychodząc od dowolnego (na podstawie przemienności), czy przemienność działań wyróżnia jedno jedyne działanie.
Pewnie nie - może należy 'dokładać' łączność i przechodniość, a może od nich zacząć - nie wiem
> .. czy dodawanie można zapisać jako kombinacje działań zliczania #. Mnożenie dodawania i zliczania itd.
Ciekawe..
> .. Spokój. OK;]
|
|
 | | setarkos (10757 punktów) | >Hipermnożenie to potęgowanie. (a*b)^c=(a^c)*(b^c)
Jeśli potęgowanie rozumiane wykładniczo (eksponowanie?), to tak.
|
|
|  | ollikm (2038 punktów) (zablokowany) | Ale już a^(b*c)=/=a^b*a^c a więc rozdzielność jest tylko częściowa (jednostronna).
|
|
| |  | | sceptymucha (moderator, 11470 punktów) | >Ale już a^(b*c)=/=a^b*a^c a więc rozdzielność jest tylko częściowa (jednostronna). W rozdzielności dodawania względem mnożenia też jest jednostronna. No i? Pozdrawiam
|
|
| | |  | ollikm (2038 punktów) (zablokowany) | Od kiedy? Wziąwszy pod uwagę, że "klasyczne" dodawanie i mnożenie są przemienne to jest to niemożliwe.
|
|
| | | |  | | sceptymucha (moderator, 11470 punktów) | Ja pisze o przemienności rozdzielności działań. (a+b)*c != (a*b)+c Ty o przemienności działań. To się nie zrozumieliśmy. Pozdrawiam
|
|
ollikm (2038 punktów) (zablokowany) | Odp: Podstawowe działania matematyczne - próba rozszerzenia | Każde ciało definiujesz właśnie za pomocą dwu działań "niższego" zwanego zwykle "dodawaniem" i "wyższego" zwanego "mnożeniem". Między tymi działaniami muszą zachodzić konkretne relacje. Jedną z nich jest rozdzielność "mnożenia" względem "dodawania". Zresztą są ciała, w których istnieje także rozdzielność "dodawania" względem "mnożenia". Np. dowolne ciało zbiorów z sumą i iloczynem lub ciało zdań z dwoma operatorami logicznymi ("i" oraz "lub") Nie słyszałem natomiast o algebrach opartych na trzech działaniach. Chociaż teoretycznie chyba możliwe jest skonstruowanie czegoś takiego.
|
|
| waligóra (961 punktów) | > Ciekawym Państwa pomysłówPomysłów może być wiele a ich sformalizowanymi wersjami zajmuje się bardzo obszerny dział matematyki zwany "algebrą ogólną" ( lub po prostu algebrą albo algebrą abstrakcyjną ). Otóż "algebra" to ogólnie mówiąc pewien zbiór X (np. liczb) wraz z pewnymi ściśle określonymi działaniami wykonywanymi nad elementami tego zbioru. ( właściwie są to relacje - nie każda relacja jest działaniem, ale każde działanie jest relacją ). Znanych i stosowanych algebr jest kilkadziesiąt w większości przypadków różnią się one właśnie określeniem działań wykonywanych na elementach zbioru X. Działania definiuje się właściwie w sposób "dowolny" tj. po prostu żądając spełnienia pewnych własności, oczywiście suma sumarum w żadnym przypadku system formalny nie może być sprzeczny ( to właściwie wystarczy aby zbudować np. własną algebre ) Bez ścisłego ujęcia, odpowiedź w temacie który proponujesz jest bezsensowna. Weź sobie dowolną książkę w temacie np. "algebra wyższa" - Z. Opial , "algebra ogólna" - Kurosz , "przegląd algebry współczesnej" - Birkhoff, McLane i zobacz "jak to się robi". Broń Boże nie zaczynaj od opisu algebry w Wikipedii - to chyba jakiś matematyk pisał
|
|
| setarkos (10757 punktów) | W tym wątku chodzi o znalezienie meta-działania (nad-operacji), które zastosowane do "x" da "+", z plusa robi hipododawanie, itd. - oraz o znalezienie meta-operacji odwrotnej ('hiperującej').
Uzyskane nowe działania powinny być 'zwykłe' (raczej łączne). Poniżej przykłady działań w niektórych zbiorach:
1. Weźmy zbiór naturalnych potęg dwójki ={2, 4, 8, ..}. Łatwo widzieć, że suma dowolnych dwu lub więcej elementów tego zbioru, do niego nie należy ale daje pozostałe liczby parzyste (co wynika z jednoznaczności zapisu dwójkowego), za to iloczyn z każdego podzbioru 'wraca' do tegoż zbioru {2, 4, 8, ..} (półgrupa z mnożeniem).
2. Weźmy z kolei zbiór potęg dwójki o wykładnikach będących potęgami dwójki ={4, 16, 256, ...}. Tutaj zwykłe mnożenie 'produkuje' elementy zbioru z pierwszego przykładu (wystarczy dodać element "2" i dopuścić jednoargumentowość, by otrzymać cały {2, 4, 8, ...}) . . Wygląda na to, że hipododawanie w liczbach naturalnych powinno dawać zbiór, którego prawie wszystkie elementy nie są naturalne, i który tworzy półgrupę z "(+)"..
_______________________________
Zechcecie może, dzięki innemu spojrzeniu, dostrzec w tych korelacjach działań ze zbiorami jakąś czytelniejszą strukturę...
Pozdrawiam
|
|
 | | waligóra (961 punktów) | >1. Weźmy zbiór naturalnych potęg dwójki ={2, 4, 8, ..}. Łatwo widzieć, że suma dowolnych dwu lub więcej >elementów tego zbioru, do niego nie należy... a co z 4+4 , 8+8 = 16 = 2*2*2*2
>...za to iloczyn z każdego podzbioru 'wraca' do tegoż zbioru {2, 4, 8, ..} (półgrupa z mnożeniem). O co chodzi, co to jest "iloczyn z każdego podzbioru" i "wraca" ? czy chodzi po prostu o to ,że iloczyn jest działniem wewnętrznym ?
>2. Weźmy z kolei zbiór potęg dwójki o wykładnikach będących potęgami dwójki ={4, 16, 256, ...}. Tutaj zwykłe >mnożenie 'produkuje' elementy zbioru z pierwszego przykładu (wystarczy dodać element "2" i dopuścić >jednoargumentowość, by otrzymać cały {2, 4, 8, ...}) No bo to jest podzbiór poprzedniego zbioru ( iloczyn liczb parzystych jest liczba parzystą ), a dwójki nie musisz dodawać bo 2 = 2 do potęgi ( 2 do potęgi zero )
|
|
|  | | setarkos (10757 punktów) | > .. a co z 4+4
"Podzbiór" rozumiem raczej klasycznie (w szczególności {a, a} nie jest podzbiorem zbioru {a, b})
> ..czy chodzi po prostu o to ,że iloczyn jest działaniem wewnętrznym?
Tak. A suma nie
>>2. Weźmy z kolei zbiór potęg dwójki o wykładnikach będących potęgami dwójki ={4, 16, 256, ...}. Tutaj zwykłe >mnożenie 'produkuje' elementy zbioru z pierwszego przykładu (wystarczy dodać element "2" i dopuścić jednoargumentowość, by otrzymać cały {2, 4, 8, ...})
>No bo to jest podzbiór poprzedniego zbioru
To za mało, że podzbiór - on jest jakby minimalny
> .. a dwójki nie musisz dodawać bo 2 = 2 do potęgi ( 2 do potęgi zero )
Że 2=220 wiadomo (tylko niektórzy nie zaliczają "zera" do naturalnych)
[Intrygujące się zdaje, że niektóre działania pasują do niektórych zbiorów lepiej (inaczej) niż do innych]
|
|
| |  | | waligóra (961 punktów) | >"Podzbiór" rozumiem raczej klasycznie (w szczególności {a, a} nie jest podzbiorem zbioru {a, b}) Znaczy chciałeś powiedzedzieć : "suma dwóch różnych elementów nie należy do zbioru"
>Że 2=220 wiadomo (tylko niektórzy nie zaliczają "zera" do naturalnych) kwestia umowy, przyjmij ,że jest i po kłopocie.
|
|
| | |  | | setarkos (10757 punktów) | > .. "suma dwóch różnych elementów nie należy do zbioru"
Tak - dokładniej "dwu lub więcej różnych" (co dla zbioru (1, 2, 4, 8, ..} jest równoważne ze wybraniem "jedynek" w zapisie dwójkowym liczby naturalnej (nie będącej potęgą dwójki, gdy tych jedynek jest więcej niż jedna))
>kwestia umowy, przyjmij, że jest i po kłopocie.
OK
|
|
 | | setarkos (10757 punktów) | Przykład meta-działań zmieniających dosłownie sumę na iloczyn (i odwrotnie) podał jeden z indagowanych matematyków. Są to:
a x b = eln a + ln b
oraz
a + b = ln(ea x eb)
Nie są to jednak operacje satysfakcjonujące, bo zastosowane 'w drugą stronę' dają wyniki zależne od przyjętej podstawy (a hiperują dodawanie i hipoują mnożenie niezależnie od podstawy). Znów wychodzi na to, że dwa zwykłe działania podstawowe są wyjątkowe, a na to zgodzić się trudno.
Może należałoby operacje logarytmiczno-wykładnicze 'podrasować', uzależniając podstawę od liczby składników/czynników/ tak, jak w działaniach 'uśredniających' przywołanych przez sceptymuchę - może konieczność zliczania jakoś by się z koniecznością wyboru podstawy kompensowała..
|
|
Aby pisać w tym wątku, musisz się zalogować
Zaloguj przez OpenID.. Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..
Szukaj na Forum Przewodnik Regulamin i instrukcja obsługi Forum Kolegium Moderatorów 
|
 |
|