代数/第4章/区间表示法
实数可以在数轴上表示,数轴理论上在两个相反的方向上无限延伸,如下所示
数轴图示两端的箭头表示数轴在概念上向这些方向无限延伸,尽管数轴的图示无法向这些方向无限延伸。请注意,数轴的右侧延伸到正无穷大,左侧延伸到负无穷大。集合中的数字可以在数轴上用点表示。例如,上面从 1 到 8 的自然数集将显示如下
通常,一系列数字会向一个或两个方向无限延伸。例如,自然数集(包含人们自然计数的数字)从 1、2、3、4 开始,并一直延伸到无穷大。无限集(或类似元素)的无限延续可以用几个点(称为省略号)来表示,这些点位于列出的一些数字或元素之后,显示初始趋势。因此,自然数集可以表示如下
其中三个点表示无限集元素的延续趋势。整数集可以表示如下
列出无限集元素没有特别要求必须在 10 或 8 或任何特定数字处停止,只要给出清晰易懂的趋势即可。直观地,当我们在整数中找到数字 1 并看到该集合继续永远向上计数时,我们可以发现自然数集是整数集的子集。到目前为止,我们讨论了离散数字。离散表示由一个或多个孤立的单个数字或点组成;或不具有数字或点的连续范围(区间)。
在任意两个整数之间,都有无限多个分数或有理数。此外,在任意两个分数之间,都有无限多个其他分数,依此类推。此特性有时被称为连续性。这样的连续数集在数轴上(或附近)用粗体线段表示,类似于几何中用线段表示连续点集的方式。包含两个给定数字之间所有数字的连续数集通常称为区间。连续数集所在的两个数字是线段的端点。区间端点的两个数字中,可以有一个、两个或都没有包含在区间内的数字集中。如果包含端点处的数字,则该端点为闭端点,用实心点表示。如果不包含端点处的数字,则该端点为开端点,用空心点(一个小空心圆)表示。例如,下面在数轴上显示的是 1 和 8 之间的区间,其中包含 1(在 1 处闭合),但不包含 8(在 8 处打开)
为了节省描述这些区间的时间,我们经常用两种类型的括号 [ ] 和 ( ) 来表示它们。方括号 [ ] 表示闭区间 - 即括号内的数字包括在内,很像数轴区间上的实心点。圆括号 ( ) 表示开区间 - 即括号内的数字不包括在区间内,很像数轴上的空心点。我们还可以使用符号 表示左侧的陈述是闭合的,使用符号 表示右侧是闭合的。符号 和 表示区间是开区间。考虑以下示例,其中我们让 X 表示区间上的任何数字
或从 4 到 9 的所有数字。
或所有4到9之间的数。
或所有4到9之间的数,包括4。
与第三个例子一样,我们可以结合两种类型的括号来显示实数上的任何区间。也可以定义一组连续的数字,它从一个数字开始(或结束),并在正方向或负方向无限延伸。从几何上讲,这样的集合在数轴上表示为一条射线,其中连续的数字集合显示为线上的加粗部分。如果端点包含在集合中,则端点是闭合的,并用实心点表示。如果端点不包含在集合中,则端点是开放的,并用空心点表示。例如,一组大于或等于1的数字,在下面的数轴上显示
这相当于区间。在另一个例子中,一组小于8的数字,,在下面的数轴上显示
包含代数方程所有解的集合称为该方程的解集,即所有如果代入该方程中“未知”变量将使该方程成立的数字。公式是一个数学“过程”,它通过使用其他变量和数字来找到不同未知变量的答案。一个公式的例子是爱因斯坦的公式:;如果你知道物体的质量M,并且你将其乘以光速的平方(),你就可以得到它的能量E。像这样的公式也可以重新排列以找到不同变量的值。
问题 4.1(解释不等式)
问题 4.2 ()假设两个值 A 和 B 不相等,你能确定下面两个量中的哪个更大吗?