К содержимому

Модуль числа: расстояние до нуля

Как в учебнике

Абсолютное значение действительного числа определяют как $|a|=a$ при $a\ge0$ и $|a|=-a$ при $a<0$. Оно всегда неотрицательно, причём $|a|=0$ только при $a=0$. Геометрически это расстояние от точки $a$ до нуля.

Поэтому $|-4|=4$ и $|4|=4$. Расстояние между действительными $a$ и $b$ равно $|a-b|$. Для $\varepsilon\ge0$ условие $|a-b|\le\varepsilon$ ограничивает абсолютную погрешность. Такие же одиночные черты вокруг множества означают его мощность: значение символа определяется типом объекта.

Из определения следует $|a|=|-a|$: отражение относительно нуля сохраняет расстояние. Поэтому по одному модулю знак восстановить нельзя. При $r>0$ уравнение $|a|=r$ имеет два действительных решения $a=r$ и $a=-r$; при $r=0$ решение одно. Условие $|a-b|\le\varepsilon$ также равносильно $b-\varepsilon\le a\le b+\varepsilon$: расстояние задаёт целый допустимый интервал.

Определения и дальнейшее чтение: Mathematics for Machine Learning.

На пальцах

Модуль сохраняет величину отклонения и убирает направление: четыре шага влево и четыре вправо одинаково удаляют от нуля. Для отрицательного числа смена знака даёт неотрицательное расстояние, но положительный вход менять не требуется. Два дома в четырёх километрах по разные стороны дороги имеют одинаковую удалённость и разные адреса. Для маршрута нужен ещё и знак: расстояние не нанималось работать указателем.

Пример

В учебном примере сравниваются −4, 0 и 4. Для отрицательного числа меняется знак, ноль остаётся нулём, положительное число сохраняется.

Модуль числа: расстояние до нуля

Слева от нуля

Для −4 применяется отрицательная ветвь определения.

Шаг 1 из 3: Слева от нуля

Все шаги текстом
  1. Слева от нуля

    Для −4 применяется отрицательная ветвь определения.

    Состояние
    −4текущий4текущий
  2. В нуле

    У нуля нет расстояния до самого себя.

    Состояние
    0текущий0текущий
  3. Справа от нуля

    Положительное значение не меняется.

    Состояние
    4текущий4текущий

В шагах полезно отделять вход от результата: −4 и 4 — разные числа, хотя справа после вычисления стоит одинаковая четвёрка. Ноль проверяет точку стыка двух ветвей: правило для неотрицательных чисел уже включает его. Если после раскрытия модуля получился отрицательный ответ, нужна проверка выбранной ветви: ни один из показанных случаев такого результата не допускает.

Дальше: Погрешность приближения, Норма вектора.

Авторский текст этой бесплатной статьи опубликован по лицензии CC BY-NC-ND 4.0.

Предыдущая / следующая

Предыдущая
Действительные числа: точки числовой прямой
Следующая
Приближённое равенство и погрешность
  • Натуральные числа: счёт отдельных объектов

    Какие значения подходят для счёта и почему включение нуля нужно оговаривать.

    Читать статью
    Математика
  • Целые числа: счёт по обе стороны нуля

    Положительные и отрицательные целые, ноль и граница целочисленного деления.

    Читать статью
    Математика
  • Рациональные числа: отношение целых

    Число как отношение целых: равные дроби и обязательный ненулевой знаменатель.

    Читать статью
    Математика