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构造数的新模式——层次数

已有 5356 次阅读 2012-8-8 12:42 |系统分类:论文交流|关键词:学者| 模式, 构造

《统一无穷理论》一书,构造了以“数原子”为基础的数字世界,并把无穷大统一为唯一一个∞。这样的统一方法,把从0到∞之间的空间密密麻麻填满了“数原子”。这种构造数的方法启发了我用更简单易懂的方法去构造数的新模式。

为了避免再次陷入集合论、无穷大的分层、实数集的可数等争论不休的问题,本人构造了一种数的新模式——层次数。

层次数是构造在实数(位数)是可数的基础上。实数(位数)是可数的结论已得到不少专家的论证。

下文是把0(包括0)以上的数构造为层次数,不考虑负数和虚数。

 

一、构造层次数

 我们知道自然数是数不完的无穷数:

012345678910,……,NN+1,……

由于无法数到无穷大,只能用下列方法表示自然数系列:

012345678910,……,U,……,∞

由于不存在最大的自然数,我们尽可能取极大的自然数U(简称极大数)。U仍然不是最大的自然数,只能用无穷大(∞)来表示自然数的最终值。但由于∞不具有自然数的性质,所以有必要构造层次数。

0以上的数,可以按以下划分:

0,无穷小,实数,无穷大

(为了便于分析,本文把0单列出来,即本文实数不包括0

传统的数字观把实数与无穷小和无穷大混在一起,认为实数与实数之间既有无穷小,也有无穷大。由于实数(位数)是可数的,我们完全可以把实数构造在无穷小和无穷大之外。

                         

无穷大  4层)

                                                   

                                        ↑﹉﹉﹉

                                     实数  3层)

                                     

                      ↑﹉﹉﹉

                     无穷小  2层)

                 

     ↑﹉﹉﹉

       0  1层)

 

二、实数

上述的数分为4层:0,无穷小,实数,无穷大;层与层之间有明显的跨跃。虽然层与层之间有很多数,但这些数几乎是用不到的,可以忽略。

实数的形式可写为:

N1N2N3……NU . n1n2n3……nU1UU1为极大数)

这里要强调的是:对于UU1不是最终值,UU1之后还有很多个数,但这些数几乎是用不到的,可以忽略。

 

三、实数与无穷大

我们知道,实数与无穷大之间可能有过渡数,但这种过渡数没有办法找到。在上述定义的实数形式(N1N2N3……NU . n1n2n3……nU1)里,整数部分N1N2N3……NU 离无穷大依然很遥远,小数部分n1n2n3……nU1(位数)也是无法接近无穷大,但可以用跳跃的方式穿跃这“密集无用的过渡数”。

上述方法构造的实数可以不再与无穷大或无穷小相关。

无穷大的构造方法也简单,就用∞表示。∞是不是可以统一为一个(《统一无穷理论》就把∞统一为一个),或者可以分为很多个超限数(康托尔的无穷理论),对上述的构造没有任何影响。

 

四、其它层次数

0不用构造,依然只有一个0

无穷小δ,按照现在高等数学教材里的定义,无穷小是趋近于0但又比0大的数,即δ>0;同时无穷小又小于任意小的实数,即δ<实数C

同理,0与无穷小之间可能有过渡数,这种过渡数也是没有办法找到,也同样可以用跳跃的方式穿跃这“无用的过渡数”。

 

五、无穷小的比较

无穷小是可以比较大小的,它们是用分阶来比较。

αβ都是无穷小

lim β/α0,就说β是比α较高阶的无穷小

lim β/α∞,就说β是比α较低阶的无穷小

lim β/αC0,就说β是与α同阶无穷小

lim β/α1,就说βα是等价无穷小

 

六、层次数之间的关系

从两个重要极限其中之一可得:

1+δ)e

从上述公式可以推出:无穷小δ、无穷大∞与实数(这里是e)是可以互相转换的。由于实数e是可数数,因此无穷小δ、无穷大∞也都是可数数。

 

参考文献:

[1] 何华灿、何智涛著,《统一无穷理论》,科学出版社,201112

[2] 戴维·福斯特·华莱士著,胡凯衡译《跳跃的无穷》,湖南科学技术出版社,20094

[3] 樊映川等编,《高等数学讲义(上册)》,高等教育出版社,19647



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1 何华灿

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