自然数1

正在看陶哲轩实分析,想对数学的基础有一定的了解,在这里写些文字就当记笔记了。

 

  • 以Peano公理定义自然数

公理1.1:0是一个自然数

公理1.2:若n是自然数,则n++也是自然数

公理1.3:0不是任意自然数的后继数,即对任意自然数n,都

公理1.4:不同的自然数必有不同的后继数,也就是说若,则。等价的若m++=n++,则m=n。

公理1.5(数学归纳公理):设P(n)是关于自然数的一个性质,在P(0)为真的假定下,若假设P(n)为真,则P(n++)也为真,那么对于每个自然数n,P(n)性质都是真的。

注:n++表示n的下一个数,文中写为n的后继数。

目的:Peano公理定义自然数是为了避免像{0,1,2,3,....}这种直观定义自然数所产生的不确定性。如果我们把自然数定义为像{0,1,2,3,....}的一个集合,那么我们就无法准确描述第n个数后面会怎样(虽然我们都知道)。因此一个确定的定义后面n个直至无穷个自然数的定义方法是必须的。这里面公理1.5是核心,公理1.1与1.2是为了满足公理1.5的条件。公理1.3、1.4是用于修正的公理,公理1.3防止{0,1,2,3,4,0,....}这样的事发生,公理1.4防止{0,1,2,3,4,2,3,4....}这样的事发生。形象的说就是防止自然数这个数列打结。

 

  • 以归纳法定义自然数加法

定义1.1:设m、n为自然数,0+m:=m,假设已经定义n+m,则(n++)+m:=(n+m)++。

引理1.1.1:对任意自然数n,n+0=n。(以定义及归纳法证)

引理1.1.2:对任意自然数m、n,n+(m++)=(n+m)++。(以定义及归纳法证)

引理1.1.3(加法交换律):对任意自然数m、n,n+m=m+n

引理1.1.4(加法结合律):对任意自然数a、b、c,(a+b)+c=a+(b+c) 

引理1.1.5(消去律):对任意自然数a、b、c,若a+b=a+c,则b=c 

引理1.1.6:对任意自然数a,a++=a+1

  • 以自然数定义正自然数

定义1.2:一个自然数是正的,当且仅当它不等于0. 

引理1.2.1:对任意正自然数m和自然数n,m+n为正自然数 

引理1.2.2:对任意自然数m、n,若m+n=0,则m=0、n=0 

引理1.2.3:对任意正自然数a,必存在一个自然数b,使a=b++

正在看陶哲轩实分析,想对数学的基础有一定的了解,在这里写些文字就当记笔记了。  
  • 以Peano公理定义自然数
公理1.1:0是一个自然数 公理1.2:若n是自然数,则n++也是自然数 公理1.3:0不是任意自然数的后继数,即对任意自然数n,都 公理1.4:不同的自然数必有不同的后继数,也就是说若,则。等价的若m++=n++,则m=n。 公理1.5(数学归纳公理):设P(n)是关于自然数的一个性质,在P(0)为真的假定下,若假设P(n)为真,则P(n++)也为真,那么对于每个自然数n,P(n)性质都是真的。 注:n++表示n的下一个数,文中写为n的后继数。 目的:Peano公理定义自然数是为了避免像{0,1,2,3,....}这种直观定义自然数所产生的不确定性。如果我们把自然数定义为像{0,1,2,3,....}的一个集合,那么我们就无法准确描述第n个数后面会怎样(虽然我们都知道)。因此一个确定的定义后面n个直至无穷个自然数的定义方法是必须的。这里面公理1.5是核心,公理1.1与1.2是为了满足公理1.5的条件。公理1.3、1.4是用于修正的公理,公理1.3防止{0,1,2,3,4,0,....}这样的事发生,公理1.4防止{0,1,2,3,4,2,3,4....}这样的事发生。形象的说就是防止自然数这个数列打结。  
  • 以归纳法定义自然数加法

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