如何簡單的求證1+1=2?
就是個小學一年級的算式,但,但,但也是個需要證明的問題……。證明很簡單,但要說明證明的前提費點事兒。證明1+1=2需要兩個前提,自然數公理和加法定義。
數學分支很多,每一個分支都有基本公理(公設)和定義作為基礎,剩下的一些定理公式都有這些公理和定義推導出來。「1+1=2」,既不是自然數公理,也不是定義,因此需要證明。所謂自然數就是自然而然的數字,我們人類原始狀態就會掰著手指頭數數,為啥還要公理定義呢,這就是牽扯到數學的邏輯嚴謹,也要區分與其它數的分別。想嚴格定義一個東西是非常難得事情,自然數公理直到1899年才由數學家皮亞諾提出。
自然數公理又稱為皮亞諾公設,有五條,符合了這五條才是自然數。
文字表述如下(數學表達雖然更精確,但看起來有點難於理解),括弧里大概的解釋:
①0是自然數(這一條和第四條規定了自然數的起點);
②每一個確定的自然數a,都有一個確定的後繼數a" ,a" 也是自然數(一個數的後繼數就是緊接在這個數後面的數,規定了自然數延伸和無限性);
③如果b、c都是自然數a的後繼數,那麼b = c(這一條規定了每一個自然數的後繼數是唯一的);
④0不是任何自然數的後繼數(這一條保證了自然數的延伸方向性,不會轉圈,也就是不會出現半夜十二點就是第二天零點的狀況);
⑤任意關於自然數的命題,如果證明了它對自然數0是對的,又假定它對自然數n為真時,可以證明它對n" 也真,那麼,命題對所有自然數都真。(這一條就是數學歸納法,它間接地規定了自然數延伸的間距步長,這一條就不多解釋了,篇幅就太長了)
總結起來就是符合和這五條,自然數的數軸就是下面這個樣子了,一個等步長方向確定無限延伸的數軸。
數軸下邊的那些0",0""的是基本定義,為了方便表述,就用數軸上邊的這些符號,也就是1、2、3、4…等等代替。為什麼要這麼麻煩呢,就是嚴謹。其實不光數學,身邊的習以為常的東西嚴格定義都是挺麻煩的一件事,比如說啥是人類,會蓋房子,能思考,有語言能力,直立行走么?好像是人類獨有,但再想想烏鴉也都會。
有了自然數,再看看自然數加法是個啥東東。
自然數加法定義如下:
有了公設和定義我們終於可以證明1+1=2啦!這個算式用語言表述就是兩個0的後繼數相加等於0的後繼數的後繼數。證明如下(注意1是0的後繼數的符號,2是1的後繼數符號):0"+0"=(0"+0)"=(0+0)"" =0""
或者1+1 = 1+0" =(1+0)" = 1" = 2
根據1+1=2的證明,我們可以證明0m+0n=0m+n(m和n代表0的第多少位後繼數,而不是多少次方),也就是我們的常用自然數加法是成立的。
謝邀請!
首先要說明,「1 + 1=2」是定理,不是不證自明的公理。所以,它需要證明,且可以被證明。證明需要:①自然數的定義;②自然數加法定義:a +1等於 a 的後繼(a∈自然數)。
證明:∵1是自然數(根據①)
∴1有唯一的後繼 2(根據①)
又∵1+1 等於1的後繼(根據②)
∴ 1+ 1=2
證畢.
需要強調的是: 一位數加法的所有結果,都是被編成加法口訣的定理。它們建立在①、②的公設基礎之上,顛撲不破,拿來即用,不必再證明。
小學時的老師,只要求我們背會加法口訣,但不會講解證明過程。那時即使證明,也聽不懂??。
另外補充一點:「1+1=2」的證明,不是「1+1」的證明。後者「1+1」代表哥德巴赫猜想,是「任一大偶數2N(N>2),均可表為兩個素數之和」的縮略語。「1+1」目前尚無法證明。
既然要證明,就要嚴謹,那麼不帶單位1+1=2,不用證明了是公理。
帶上單位的話,就要定義好單位,例如個。一個蘋果無論大小我們計算的是個,1個+1個=2個,沒毛病。
腦筋急轉彎中有道題,一堆沙子加一堆沙子等於?既然嚴謹,沙子的大小是否一致?沙子的重量是否一致?堆怎麼定義呢?既然堆可大可小,那麼註定只能是腦筋急轉彎了,這就不需要證明了,因為不嚴謹。
可見單位一致性很重要,單位一致時,1單位+1單位=2單位,也可以這樣寫:一致的單位時不妨叫標準單位,1+1=2,所有數字默認帶標準單位。
每個科學體系都有基礎,這個基礎是這個理論體系最基本的知識元素,體系里所有的概念和定理都是從這個基礎演化出來的。而作為理論基礎的基本知識元素是不可證的,科學上稱之曰公理。之所以能夠被稱為公理,也是因為經過萬千實踐被證明正確。
這是人在認識過程中產生的抽象性思維,在人開始認識事物時,都是由具體感知開始,當人的認識積累到一定程度,發現了很多事物存在共性的東西,人一旦認識了共性的東西,學一點點就知道一大片。例如兒童學會數蘋果,1個蘋果,2個蘋果,3個蘋果等等,兩個蘋果分開放,就是兩個,1個蘋果。人為了簡單有效的學習,就將具體的拿掉,剩下抽象性的1+1=2。驗證正確與否,就要加入具體就可以了。因為具體的已經會使用了。
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