К содержимому

Целые числа: счёт по обе стороны нуля

Как в учебнике

Множество целых чисел обозначают $\mathbb Z=\{\ldots,-2,-1,0,1,2,\ldots\}$. Оно содержит натуральные числа, ноль и отрицательные целые. У целого числа нет ненулевой дробной части. Запись $a\in\mathbb Z$ ограничивает допустимые значения именно этим множеством.

Сложение, вычитание и умножение целых дают целые результаты. Деление не всегда сохраняет целочисленность: $3/2$ не входит в $\mathbb Z$. Каждое целое $n$ можно представить как $n/1$, поэтому $\mathbb Z$ включено в множество рациональных чисел. Обратное включение неверно.

Для каждого целого $n$ существует противоположное целое $-n$, и их сумма равна нулю. Между соседними целыми $n$ и $n+1$ других целых нет. Это свойство относится к выбранной единице измерения: величина, записанная целым числом в одних единицах, может стать дробной в других. Принадлежность $\mathbb Z$ проверяется у числа в объявленной модели, а не по его физическому названию.

Определения и дальнейшее чтение: Mathematics for Computer Science.

На пальцах

Целые числа описывают целые шаги в обе стороны от нуля. В учебном складском балансе начальные две единицы после выдачи трёх превращаются в −1: знак показывает долг, а не отрицательное яблоко на полке. Дробного остатка эта модель не допускает, поэтому три предмета на двоих без смены единицы учёта уже требуют других чисел. Искать отрицательный ящик кладовщику незачем: баланс хранит обязательство, а не буквальное содержимое склада.

Пример

В учебной модели баланса вычитание 3 из начальных 2 даёт −1. Последний шаг покажет границу модели: результат деления 3 на 2 уже не целый.

Целые числа: счёт по обе стороны нуля

Начальный баланс

Число 2 — целое и положительное.

Шаг 1 из 3: Начальный баланс

Все шаги текстом
  1. Начальный баланс

    Число 2 — целое и положительное.

    Состояние
    2текущий
  2. Вычитание

    Баланс проходит через ноль и становится −1, оставаясь целым.

    Состояние
    2текущий−3текущий−1текущий
  3. Деление

    Полтора не принадлежит множеству целых.

    Состояние
    3÷23/2исключён

Вычитание раскладывается на три единичных шага: $2\to1\to0\to-1$. Каждый переход остаётся внутри множества целых, поэтому отрицательный итог не нарушает модель баланса. С делением ситуация другая: искомое число $q$ должно удовлетворять $2q=3$, а целого решения нет. Округление до 1 создало бы другой результат и оставило бы непогашенный остаток; это уже не точное равенство исходной задачи.

Дальше: Натуральные числа, Рациональные числа.

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

Предыдущая / следующая

Предыдущая
Натуральные числа: счёт отдельных объектов
Следующая
Рациональные числа: отношение целых
  • Натуральные числа: счёт отдельных объектов

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

    Читать статью
    Математика
  • Рациональные числа: отношение целых

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

    Читать статью
    Математика
  • Действительные числа: точки числовой прямой

    Числовая прямая, иррациональные значения и отличие точного числа от приближения.

    Читать статью
    Математика