史上最让数学家无奈的规定!背后真相让人不敢相信,可是没有人能证明对错.........

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爆炸吧知识

负负得正

怎么证明?

放假了,8岁表妹又来我家打算好好学习。今天聊着聊着,超模君差点被她给绕进去。

她:“老师说负负得正,所以,所以所有的负数乘以负数都是正数,对吗?”

我:“负负得正,没错!”

她:“那你再借我5块钱呗,这样你就挣了25块钱了~”。

超模君当时那个眼睛真的是直愣愣地看着她,这到底是什么小机灵鬼,早上刚从我手机壳里抽出5块大洋给她,现在又要5块......

我:“哈哈,你可别胡说,我可不放高利贷!咱俩谁跟谁,把那5块还我就行了!”

她一副恨其不争的模样,对着超模君一边摇头一边说:“你刚刚还说负负得正呢,这样下去你真的有机会暴富吗?唉~”

当哥的怎么能打小孩呢?超模君决定好好给他上上数学课,负负得正可不能这么用啊!

不是所有的“-”都能“x”

上课要有仪式感,绝对不能少黑板!

超模君想着这下她怎么着也说不出口106分吧?

万万没想到!她居然一脸坚定说:“不对!假设不成立,我才不会做错这么多!”

那行!算你厉害!咱再换个角度!

这下总该行了吧?按照她做选择题的正确率,难道还能选A?

终于,8岁表妹低下了她骄傲的小脑袋,咬牙说了一句“选B”!

Amazing!这场胜利来的好快!

超模君绝对不能错过这个高光时刻,赶紧对她说:

8岁表妹马上抬头说:“但是从经济学上讲......”

我:“Stop!咱今天只谈数学!小孩子知道太多容易影响智力发育!”

她:“唉!好吧,本来想还你25块钱的,你距离暴富又远了一步。”

我:“要不你先把早上的5块钱还我?”

她:“呀!我的网课开始了,不跟你聊了,耽误我考大学!”

负负得正

8岁表妹被说服了,超模君松了一口气,总算保住了兜里的5块钱,真的不敢让她再长大了!

不过,等表妹上了大学,她终究难逃一个疑问:为什么负负得正?

然后她会惊奇地发现,在她8岁那年,把负负得正的逻辑用在借钱上是多么的天真和睿智。

早在12世纪,印度天文学家巴斯卡拉就曾说过:“财产和财产的乘积,债金和债金的乘积均为财产,财产和债金的乘积则是债金。”按照他的说法,就是“债金x债金=财产”。

也就是说,如果你一天借10万,借个100天就成了拥有1000万财产的富翁。是不是觉得有点好笑?(但好像现实中确实有富翁是“负翁”

然而,18世纪最杰出的数学家欧拉在他的著作《代数学入门》中也采用过同样的说明。这下是不是不仅觉得不应该笑,还觉得这是一个十分高深的数学问题?

可是,如果按照他们的逻辑,8岁表妹借5元,再借5元后,(-5)x(-5)=?

不在同一个世界后,借的钱不用还了,债金确实成财产了!逻辑没问题!

好了,作为一个正经学数学的,超模君下面不开玩笑了......

美国数学家M·克莱因专门研究过上面这个”债金、财产与负负得正“的问题。

我们仍旧以8岁表妹借钱为例:

她借得5元,同时意味着欠债5元,可以记作-5元。如果她每天借得5元,那么5天后,即“欠债5天”后,用数学来表达:

(-5)Ⅹ5=-25

但是,相对于5天前来说,用-5来表示“5天前”,她在5天后的财产情况就是:

(-5)Ⅹ(-5)=25

这个数学思想也被应用在试卷分数的评定上:

还是以8岁表妹为例:

站在学生的角度,如果她错了1道题,扣了2分,记作-2,用数学表达就是:

(-2)Ⅹ1=-2

这个1实际是指1道错题。

站在老师的角度,8岁表妹唯一被扣分的那道题是被老师批错了。原来的“1”表示的是批对,即+1,那么现在批错了就是“-1”,而原来扣掉的-2分就要加回去,用数学表达就是:

(-2)Ⅹ(-1)=2

这个“-1”实际指1道被批改错的题。

或者换个说法,即大前提是所有的题都被老师打了❌,8岁表妹最后能得多少分,就看老师改错了多少道题,这样就符合了“负负得正”。

为什么负负得正?

但是,说了那么多,到底为什么负负得正呢?

我们都知道0乘以任何数都等于0,这当然就意味着-1Ⅹ0=0

关于1+(-1)=0想必也没人有异议。(有异议的可以在评论区留下你的证据

在这两个前提成立情况下,(-1)Ⅹ[1+(-1)]=0

又因为乘法分配律:a(ⅽ+ⅾ)=aⅽ+aⅾ

所以:(-1)Ⅹ1+(-1)Ⅹ(-1)=0

到了这一步,如果(-1)Ⅹ(-1)不等于1,那到底是“0乘以任何数都等于0”错了,还是1+(-1)=0错了,抑或是乘法分配律错了?

他们三个中任何一个错了,数学大厦的地基都要抖三抖,所以负负必须得正!至于还有没有其他原因,鉴于目前确实没有数学家给出严格证明,那只能说一句数学的发展需要它!

事实上,早在19世纪,德国数学汉克尔就说过:形式化的算术中,“负负得正”是不能够被证明的。数学家克莱因也说过:不要试图证明符号法则的逻辑必然性。

所以,你现在明白了为什么学“负负得正”时老师只让你记住,却不告诉你为什么了吗?

还好8岁表妹还小,要是她追根究底,超模君只能说双层否定表肯定了。

写在最后

为了探寻趣味数学奥秘,真切感知理性之美,超模君精心打造了一款数学文化圈艺术收藏品——《数学之旅.闪耀人类的54个数学家》。

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作者简介:超模君,数学教育与生活自媒体博主,新晋理工科奶爸。出版过《芥子须弥 · 大科学家的小故事》;《数学之旅·闪耀人类的54个数学家》。后续数学文化创意多多,欢迎关注认识!

本文系网易新闻·网易号“各有态度”特色内容

参考资料:

菲利克斯·克莱因.高观点下的初等数学(第一卷)——算术 代数 分析[M].舒湘芹等译.复旦大学出版社,2008.

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