Частота и длина волны

Знаете ли вы, что некоторые животные намного лучше различают цвета, чем люди, и они даже могут видеть ультрафиолетовый и инфракрасный свет? Нажмите или коснитесь, чтобы узнать больше о длине волны и цвете!

Обзор

Различные способы представления чисел

Индо-арабские цифры

Римская

Системы в других культурах

Унарная

Позиционная система

Двоичная

Классификация чисел

Отрицательные числа

Рациональные числа

Натуральные числа

Целые числа

Комплексные числа

Простые числа

Интересные факты о числах

Цифры против мошенничества

Современный счет в торговле

Группировка цифр

Несчастливые числа

Изучайте технический английский с помощью этого видео!

Обзор

Приложение-калькулятор для iPhone

Число — это абстрактное математическое понятие, представляющее количество. Используется при счете. Числа использовались с древних времен, сначала в виде счетных меток — царапин на дереве или кости, а затем как более абстрактные системы. Существует несколько способов представления чисел в числовых системах. Некоторые из них сегодня не используются.

Различные способы представления чисел

Некоторые исследователи считают, что понятие числа создавалось независимо в разных регионах. Первоначально письменное представление чисел с помощью символов развивалось независимо, но как только торговля между странами и континентами стала широко распространенной, люди учились и заимствовали друг у друга, и системы счисления, используемые в настоящее время, были созданы посредством коллективного знания.

Индийско-арабские цифры

Индуистско-арабская система счисления сегодня является одной из наиболее широко используемых в мире. Первоначально она была разработана в Индии и усовершенствована персидскими и арабскими математиками. В средние века он распространился в западном мире через торговлю, чтобы заменить римскую систему счисления. В дальнейшем он был изменен и получил широкое распространение во всем мире из-за европейской торговли и колонизации. Это система с основанием 10, что означает, что она основана на числах, кратных десяти, и использует десять символов для представления всех чисел.

Десять — обычное число для счета, потому что у людей десять пальцев, а части тела исторически часто использовались для счета. Даже сегодня люди, которые учатся считать или хотят проиллюстрировать мысль о счете в разговоре, часто используют пальцы. В некоторых культурах для счета также использовались пальцы ног, промежутки между пальцами и суставы пальцев. Любопытно, что числа представлены «цифрами» — тем же словом, которое используется для обозначения пальцев рук и ног в английском и многих других языках.

Надпись на латыни и римскими цифрами на Адмиралтейской арке в Лондоне. Он гласит: ANNO : DECIMO : EDWARDI : SEPTIMI : REGIS : VICTORIÆ : REGINÆ : CIVES : GRATISSIMI : MDCCCCX : (На десятом году правления короля Эдуарда VII, королеве Виктории, от самых благодарных граждан, 1910).

Римские

Римские цифры использовались в Римской империи и Европе до 14 века. Они до сих пор используются в некоторых контекстах, например, на часах, для обозначения часов. Римские цифры основаны на семи цифрах, записанных буквами латинского алфавита:

Порядок важен в римской системе, потому что большее число, за которым следует меньшее, означает, что два должны быть добавлены, но меньшее число перед большим означает, что меньшее число вычитается из большего. Например, XI равно 11, а IX равно 9. Правило вычитания не является универсальным, оно работает только для следующих чисел: IV, IX, XL, XC, CD и CM. В некоторых случаях правила вычитания не используются, и вместо них последовательно записываются числа.

Системы в других культурах

Люди во многих географических регионах имели системы представления чисел, подобные римским или индуистско-арабским. Например, некоторые славянские народы использовали кириллицу для представления чисел, таких как от 1 до 9, кратных 10 и кратных 100, со специальными символами для больших чисел, а также символами для отличия цифр от букв. Система счисления на иврите использует еврейский алфавит для представления чисел от одного до десяти, кратных десяти, 100, 200, 300 и 400. Остальные числа представлены как кратные или суммы. Греческая система счисления также похожа.

В некоторых культурах используются более простые представления, такие как вавилонская система, которая имеет только два клинописных символа, для одного (чем-то напоминающего букву «Т») и для десяти (немного похожего на букву «С»). Так, например, 32 будет записано (используя соответствующие символы) как CCCTT. Египетская система была очень похожа, за исключением того, что были дополнительные символы для нуля, ста, одной тысячи, десяти тысяч, ста тысяч и одного миллиона, а также специальные обозначения для дробей. Числа в культуре майя имели символы ноль, один и пять со специальными обозначениями для чисел выше девятнадцати.

Унарная система счисления. Метки подсчета в различных культурах

Унарная

Унарная система представляет каждое число с тем же количеством символов, что и его значение. Эти символы обычно одинаковы, поэтому, если 1 представлено буквой A, то 5 будет представлено как AAAAA. Когда дети учатся считать, их учителя часто используют эту систему, чтобы помочь создать связь между конкретной, простой для понимания системой и более абстрактным представлением чисел. Эта система также иногда используется в играх и других простых вычислениях. В разных странах для этого могут использоваться разные виды представительства. Например, при подсчете очков команд-победителей или подсчете предметов или дней люди в западном мире и некоторых других регионах часто писали четыре вертикальные линии, затем пересекали их пятой горизонтальной линией и повторяли процесс. Например, в части А) на картинке человек, считающий дошел до четырех, зачеркнул его, затем снова дошел до четырех, зачеркнул и продолжал писать счетные метки, пока не получил в сумме двенадцать. Люди, которые используют или исторически использовали китайские иероглифы в своих системах письма, например, в Китае, Японии и Корее, используют определенный китайский иероглиф с пятью штрихами, чтобы сделать то же самое. В части Б) на картинке человек считает до пяти, завершая иероглиф, а затем начинает новый иероглиф, продолжая счет до семи. Порядок штрихов предопределен, как показано на рисунке. Унарная система также используется в информатике.

Арифмометр, использующий десятичную систему, и микропроцессорный чип, использующий двоичную систему.

Позиционная система

Позиционная система работает с основанием. Например, в базе 10 у нас есть следующее:

1. Первая позиция предназначена для чисел от нуля до девяти, то есть число в первой позиции должно быть умножено на десять в степени нуля.
2. Число во второй позиции умножается на десять в степени один.
3. =Число в третьей позиции умножается на десять в степени двойки и так далее, пока числа во всех позициях не будут исчерпаны.

Чтобы получить окончательное значение представленного числа, необходимо сложить все значения в каждой позиции. Это удобный способ представления чисел, поскольку он позволяет работать с числами относительно большими по значению, не занимая много места для их записи.

Пример: 3102 = 3 × 10³ + 1 × 10² + 0 × 10¹ + 2 × 10⁰

Двоичная система счисления

Двоичная система счисления широко используется в математике и информатике. Он основан на двух символах «0» и «1» для представления всех возможных чисел. Другими словами, это система с основанием 2. Числа представляются следующим образом: 0=0, 1=1, а начиная с 2 используется принцип сложения. Сложение по основанию 2 аналогично сложению по основанию 10. Чтобы увеличить число на единицу:

Художественное представление двоичных чисел

• Если число заканчивается нулем, последний ноль заменяется единицей: например, 100 (4) + 1 (1) = 101 (5). Здесь числа с основанием 10 используются в скобках для сравнения.
• Если число оканчивается на единицу, но не на все единицы, то первый ноль справа заменяется единицей, а все последующие за ним справа становятся нулями: 1011 (11) + 1 (1) = 1100.
• Если в исходном числе все единицы, то все они заменяются нулями и впереди добавляется единица: 111 (7) + 1 (1) = 1000 (8).

Чтобы сложить два числа, их выравнивают друг под другом, и для каждого места 0+0 дает 0, 1+0 дает 1, а 1+1 дает 10, где 0 ставится на эту позицию, а 1 переносится на следующую позицию. Например:

 11111 (31) 
 +1011 (11) 
 ——————————— 
 101010 (42) 

В этом случае, работая справа налево:

• 1+1 дает 0, с одним переносом
• 1+1+1 дает 1, с одним переносом
• 1+1 дает 0, с одним переносом
• 1+1+1 дает 1, с одним переносом
• 1+1 дает 10

Итак, складывая это вместе, мы получаем 101010.

Вычитание работает по тому же принципу, только вместо переноса единиц мы «заимствуем» единицы. Умножение также похоже на умножение по основанию 10. Умножение на 0 дает 0, а умножение 1 на 1 дает 1. Так, например:

 101 (5) 
 ×10 (2) 
 ——————————— 
 000 
 101 
 ——————————— 
 1010 (10) 

Деление и расчет квадратных корней также очень похожи на основание-10.

Классификация номеров

Все номера можно разделить на подмножества. Некоторые из приведенных ниже подмножеств частично перекрываются.

Долг — отрицательное число

Отрицательные числа

Отрицательные числа — это числа, представляющие отрицательное значение. Перед ними ставится знак минус. Например, если у человека А нет денег и он должен 5 долларов человеку Б, то у человека А есть -5 долларов. Здесь –5 – отрицательное число.

Рациональные числа

Рациональные числа — это числа, которые можно представить в виде дробей, где знаменатель — натуральное число, отличное от нуля, а числитель — целое число. Например, и 3/4, и -10/5 (то же, что и -2) являются рациональными числами.

Натуральные числа

Натуральные числа — это положительные числа (включая 0), а не дроби, например 7 или 86 766 575 675 456.

Целые числа

Целые числа включают нуль, отрицательные и положительные числа, не являющиеся дробями. Примеры включают -65 и 11 223.

Комплексные числа

Комплексные числа — это все числа, являющиеся суммой одного действительного числа и произведением другого действительного числа и квадратного корня из отрицательного числа.

Простые числа

Простые числа — это натуральные числа больше единицы, которые дают целое число только при делении на единицу или само по себе. Некоторые примеры: 3, 5 и 11. 2 ^{57 885 161} −1 — самое большое известное простое число на зиму 2013 года. Оно содержит 17 425 170 цифр. Простые числа используются в криптографии с открытым ключом, системе кодирования данных, часто используемой для безопасного обмена данными в Интернете, например, в онлайн-банкинге.

Интересные факты о числах

Китайские цифры для защиты от мошенничества

Числительные для защиты от мошенничества

Для предотвращения мошенничества при написании чисел в бизнесе и коммерции в китайском языке используются специальные сложные символы, которые трудно подделать, добавив дополнительные штрихи. Это сделано потому, что обычно используемые китайские иероглифы для чисел слишком просты, и их значение легко изменить, добавив штрихи.

Современный счет в торговле

Некоторые языки в странах, где в настоящее время используется 10-кратная система счисления, по-прежнему свидетельствуют о том, что в прошлом были распространены другие системы счисления. Например, в английском языке есть специальное слово для обозначения двенадцати, «дюжина», которое в настоящее время используется в основном для подсчета яиц, выпечки, вина и цветов. У кхмеров есть специальные слова, основанные на древней системе счисления по основанию 20, для подсчета фруктов.

Группировка чисел

И в Китае, и в Японии принята индийско-арабская система счисления, но большие числа группируются по 10 000, и это отражено в языке. В английском языке, например, есть слово, обозначающее 1000, и указывается, сколько существует тысяч, вплоть до 999 999. Затем следует слово миллион, обозначающее 1 000 000. В японском языке есть слово, обозначающее 10 000, после чего приращение продолжается до 99 999 999, за которым следует специальное слово для 100 000 000.

Несчастливые числа

Леонардо да Винчи. Последний ужин. Церковь Святой Марии Благодати (Санта-Мария-делле-Грацие), Милан, Италия.

В западной традиции число 13 считается несчастливым. Многие считают, что это взято из иудео-христианской традиции, где тринадцать было числом учеников Иисуса Христа во время Тайной вечери, после которой тринадцатый ученик, Иуда, предал Иисуса. Также среди викингов существовало суеверие, что один из тринадцати собравшихся людей умрет в следующем году.

В России и многих странах бывшего СССР все четных чисел считаются несчастливыми. Возможно, эта традиция возникла из веры в то, что четные числа полны, стабильны и статичны, неподвижны и, следовательно, неживы. Нечетные числа, с другой стороны, представляют изменение, движение, сущность, которая нуждается в завершении и развитии, и жизнь. Согласно этому поверью, считается плохой приметой дарить живым людям четное количество цветов — это количество обычно отводится на похороны.