تويت
خصائص الاعداد الحقيقية
سنتكلّم في هذا المقال عن خصائص الاعداد الحقيقية في الرياضيات، ولكن بدايةً، ما هي الأعداد الحقيقة؟ هل يمكننا اعتبار كل الأعداد في الرياضيات، أعدادًا حقيقيةً؟. عزيزي، نسمي الأعداد التي تستخدم في قياس الكميات المتغيرة باستمرارٍ، كالحجم وغيره، الأعداد الحقيقية {R}، وسمّيت الأعداد الحقيقية بهذا الاسم لتمييزها عن الأعداد العقدية التي تتضمن الرمز i والذي يعبر عن القيمة 1-√، حيث أنّ الرمز i مهمٌ جدًا في تفسير الظواهر الكهربائية وغيرها، بالشكل الرياضي.
تعبر الأعداد الحقيقية عن زيادةٍ عشريةٍ لا نهائية، إذ أنّها تتضمن جميع الأعداد الكسرية التي دائمًا ما تتضمن تكرار عدد واحد أو أكثر بشكلٍ منتظمٍ كما هو الحال في 1/6=0.1666، والأعداد غير النسبية التي تتضمن زيادةً عشريةً لا تكرر نفسها بخلاف الأعداد الكسرية، والأعداد الصحيحة (الموجبة والسالبة)..
مجموعة الاعداد الحقيقية
يمكن تقسيم الأعداد الحقيقية إلى عدة فئاتٍ كالتالي:
مستقيم الأعداد الحقيقية
قبل الدخول في تفاصيل خصائص الاعداد الحقيقية إليك لمحة عن المستقيم المعبّر عن هذه الأعداد، وهو عبارةٌ عن خطٍ مستقيمٍ تتوضع عليه الأعداد في تباعداتٍ متساويةٍ، إذ أنّ هذا الخط أفقي ويمتد من الجهتين إلى اللانهاية، حيث أنّه كلما تحركنا من يسار المستقيم إلى يمينه، تزداد الأعداد، في حين أنّها تتناقص من اليمين باتجاه اليسار، وإضافةً إلى ذلك، من الممكن تعيين الأعداد العشرية والكسرية على مستقيم الأعداد هذا.
إنّ استخدام مستقيم الأعداد لتمثيل الأرقام الموجبة والسالبة، سيجعل من السهل علينا مقارنة هذه الأعداد مع بعضها البعض، كما أنّه يساعد في إجراء عمليات الضرب والجمع والطرح، فعند الجمع نتحرك باتجاه اليمين وعند الطرح نتحرك باتجاه اليسار..
خصائص الاعداد الحقيقية
تتمتع الأعداد الحقيقية بمجموعةٍ من الخصائص.. إليك أهم خصائص الاعداد الحقيقية:
خاصية الانغلاق
حيث تنطبق هذه الخاصية على جميع عمليات الضرب والجمع والطرح، وهي تعني أنّ ناتج جمع أو طرح أو ضرب أي عددين حقيقين هو عبارةٌ عن عددٍ حقيقيٍّ، أي إذا كان لدينا عددان حقيقيان a وb فإنّ ناتج a + b أو a - b أو a * b هو عددٌ حقيقي، وكمثال على ذلك : 4 + 5 = 9 و4 * 5 = 20.
إلا أنّ هذه الخاصية لا تنطبق على عملية القسمة، كما هو الحال مع 5/0 أو 0/0، إذ أنّ العدد 5/0 غير معرفٍ أو ليس له معنىً إذ ليس هناك من عددٍ إذا قمت بضربه بالعدد صفر، سيكون الناتج هو 5، أو بمعنى آخر، ناتج ضرب أي عددٍ بالصفر هو صفر، في حين أنّ الوضع مختلفٌ مع العدد 6/3 إذ يوجد عددٌ في حال قمنا بضربه بالعدد 3 سيكون الناتج 6 وهو العدد 2.
الخاصية التبديلية
تعني هذه الخاصية أنّه في حال قمنا بجمع أي رقمين حقيقيين أو ضربهما معًا، يمكننا تغيير ترتيب الرقمين كيفما نشاء دون أن يؤثر ذلك على النتيجة، بمعنى أنّ 3 + 4 = 4 + 3 حيث أنّ النتيجة هي ذاتها وهي 7 وكذلك فإنّ: 8 * 4 = 4 * 8 والنتيجة هي نفسها 32.
الخاصية التوزيعية
حيث تشمل هذه الخاصية حالتي الضرب والجمع (توزيع الضرب على الجمع)، ففي حال كان لدينا a وb وc، أعداد حقيقية فإنّ:
c * (a + b) = c * a + c * b
وكمثالٍ على ذلك، فإنّ 2 * ( 5 + 7) = 2 * 5 + 2 * 7 = 24..
الخاصية التجميعية
في الخاصية التجميعية، ترتيب الأعداد غير مهمٍ، ففي حال كان لدينا ثلاثة أعدادٍ حقيقية هي a وb وc، وقمنا بضربهم ببعضهم البعض، أو حتى قمنا بجمعهم، سنحصل على النتيجة ذاتها بغض النظر عن الطريقة التجميعية التي اتخذناها أي:
(a * b) * c = a * (b * c).
وكمثال على ذلك: (5 * 3) * 2 = 5 * (3 * 2) = 30
خاصية العنصر المحايد في الجمع
من أهم وأسهل خصائص الاعداد الحقيقية والتي تعني أنّه في حال قمنا بجمع أي عددٍ حقيقيٍّ مع العدد صفر، سيكون الناتج هو العدد الحقيقي نفسه، أي أن الصفر عنصرٌ حياديٌّ، فبفرض أنّ a عدد حقيقي سيكون a + 0 = a وكمثالٍ على ذلك: 4 + 0 = 4.
خاصية النظير في الجمع
في حال قمنا بجمع العدد الحقيقي مع معكوسه، ستكون النتيجة هي الصفر دائمًا فإذا كان a عدد حقيقي سيكون a + (-a) = 0 وكمثال على ذلك: 15 + (-15) = 0.
خاصية العنصر المحايد في الضرب
يمكن اعتبارها ثاني أسهل خصائص الاعداد الحقيقية بعد خاصية العنصر المحايد في الجمع، وتعني أن ضرب أي عددٍ حقيقيٍّ بالعدد 1 سينتج عنه العدد الحقيقي نفسه، فلو كان لدينا a عدد حقيقي سيكون a * 1 = a وكمثالٍ على ذلك 30 * 1 = 30.
خاصية النظير في الضرب
وهي تعني أنّه في حال قمنا بضرب أي عددٍ حقيقيٍّ بمقلوبه، سوف نحصل دائمًا على الرقم 1، فإذا كان a عددًا حقيقيًّا سيكون a * 1/a = 1 وكمثالٍ على ذلك 5 * 1/5 = 1.
سنتكلّم في هذا المقال عن خصائص الاعداد الحقيقية في الرياضيات، ولكن بدايةً، ما هي الأعداد الحقيقة؟ هل يمكننا اعتبار كل الأعداد في الرياضيات، أعدادًا حقيقيةً؟. عزيزي، نسمي الأعداد التي تستخدم في قياس الكميات المتغيرة باستمرارٍ، كالحجم وغيره، الأعداد الحقيقية {R}، وسمّيت الأعداد الحقيقية بهذا الاسم لتمييزها عن الأعداد العقدية التي تتضمن الرمز i والذي يعبر عن القيمة 1-√، حيث أنّ الرمز i مهمٌ جدًا في تفسير الظواهر الكهربائية وغيرها، بالشكل الرياضي.
تعبر الأعداد الحقيقية عن زيادةٍ عشريةٍ لا نهائية، إذ أنّها تتضمن جميع الأعداد الكسرية التي دائمًا ما تتضمن تكرار عدد واحد أو أكثر بشكلٍ منتظمٍ كما هو الحال في 1/6=0.1666، والأعداد غير النسبية التي تتضمن زيادةً عشريةً لا تكرر نفسها بخلاف الأعداد الكسرية، والأعداد الصحيحة (الموجبة والسالبة)..
مجموعة الاعداد الحقيقية
يمكن تقسيم الأعداد الحقيقية إلى عدة فئاتٍ كالتالي:
- الأعداد الطبيعية: وهي عبارةٌ عن الأعداد التي تتضمن مجموعةً من الأرقام التي تبدأ بالعدد 1 (1، 2، 3...) ونرمز لها بالرمز N.
- الأعداد الكلية: وهي الأعداد الطبيعية نفسها بالإضافة إلى الصفر (0، 1، 2...) ونرمز لها بالرمز W.
- الأعداد الصحيحة: وهي عبارةٌ عن الأعداد التي تتضمن جميع الأعداد الطبيعية الكاملة، الموجبة منها والسالبة (-∞ ….-3، -2، -1، 0، 1، 2، 3... ∞+)، ونرمز لها بالرمز Z.
- الأعداد النسبية (الكسرية): وهي عبارةٌ عن الأعداد التي يمكن التعبير عنها وفق الشكل الكسري (p/q)، حيث أنّ (q≠0)، كما هو الحال في 5/4 أو 12/6 أو غيرها، ونرمز لها بالرمز Q.
- الأعداد غير المنطقية: وهي تضم جميع الأعداد باستثناء الأعداد المنطقية، وبالتالي لا يمكن كتابتها وفق الصيغة (p/q) كما هو الحال في 2√..
مستقيم الأعداد الحقيقية
قبل الدخول في تفاصيل خصائص الاعداد الحقيقية إليك لمحة عن المستقيم المعبّر عن هذه الأعداد، وهو عبارةٌ عن خطٍ مستقيمٍ تتوضع عليه الأعداد في تباعداتٍ متساويةٍ، إذ أنّ هذا الخط أفقي ويمتد من الجهتين إلى اللانهاية، حيث أنّه كلما تحركنا من يسار المستقيم إلى يمينه، تزداد الأعداد، في حين أنّها تتناقص من اليمين باتجاه اليسار، وإضافةً إلى ذلك، من الممكن تعيين الأعداد العشرية والكسرية على مستقيم الأعداد هذا.
إنّ استخدام مستقيم الأعداد لتمثيل الأرقام الموجبة والسالبة، سيجعل من السهل علينا مقارنة هذه الأعداد مع بعضها البعض، كما أنّه يساعد في إجراء عمليات الضرب والجمع والطرح، فعند الجمع نتحرك باتجاه اليمين وعند الطرح نتحرك باتجاه اليسار..
خصائص الاعداد الحقيقية
تتمتع الأعداد الحقيقية بمجموعةٍ من الخصائص.. إليك أهم خصائص الاعداد الحقيقية:
خاصية الانغلاق
حيث تنطبق هذه الخاصية على جميع عمليات الضرب والجمع والطرح، وهي تعني أنّ ناتج جمع أو طرح أو ضرب أي عددين حقيقين هو عبارةٌ عن عددٍ حقيقيٍّ، أي إذا كان لدينا عددان حقيقيان a وb فإنّ ناتج a + b أو a - b أو a * b هو عددٌ حقيقي، وكمثال على ذلك : 4 + 5 = 9 و4 * 5 = 20.
إلا أنّ هذه الخاصية لا تنطبق على عملية القسمة، كما هو الحال مع 5/0 أو 0/0، إذ أنّ العدد 5/0 غير معرفٍ أو ليس له معنىً إذ ليس هناك من عددٍ إذا قمت بضربه بالعدد صفر، سيكون الناتج هو 5، أو بمعنى آخر، ناتج ضرب أي عددٍ بالصفر هو صفر، في حين أنّ الوضع مختلفٌ مع العدد 6/3 إذ يوجد عددٌ في حال قمنا بضربه بالعدد 3 سيكون الناتج 6 وهو العدد 2.
الخاصية التبديلية
تعني هذه الخاصية أنّه في حال قمنا بجمع أي رقمين حقيقيين أو ضربهما معًا، يمكننا تغيير ترتيب الرقمين كيفما نشاء دون أن يؤثر ذلك على النتيجة، بمعنى أنّ 3 + 4 = 4 + 3 حيث أنّ النتيجة هي ذاتها وهي 7 وكذلك فإنّ: 8 * 4 = 4 * 8 والنتيجة هي نفسها 32.
الخاصية التوزيعية
حيث تشمل هذه الخاصية حالتي الضرب والجمع (توزيع الضرب على الجمع)، ففي حال كان لدينا a وb وc، أعداد حقيقية فإنّ:
c * (a + b) = c * a + c * b
وكمثالٍ على ذلك، فإنّ 2 * ( 5 + 7) = 2 * 5 + 2 * 7 = 24..
الخاصية التجميعية
في الخاصية التجميعية، ترتيب الأعداد غير مهمٍ، ففي حال كان لدينا ثلاثة أعدادٍ حقيقية هي a وb وc، وقمنا بضربهم ببعضهم البعض، أو حتى قمنا بجمعهم، سنحصل على النتيجة ذاتها بغض النظر عن الطريقة التجميعية التي اتخذناها أي:
(a * b) * c = a * (b * c).
وكمثال على ذلك: (5 * 3) * 2 = 5 * (3 * 2) = 30
خاصية العنصر المحايد في الجمع
من أهم وأسهل خصائص الاعداد الحقيقية والتي تعني أنّه في حال قمنا بجمع أي عددٍ حقيقيٍّ مع العدد صفر، سيكون الناتج هو العدد الحقيقي نفسه، أي أن الصفر عنصرٌ حياديٌّ، فبفرض أنّ a عدد حقيقي سيكون a + 0 = a وكمثالٍ على ذلك: 4 + 0 = 4.
خاصية النظير في الجمع
في حال قمنا بجمع العدد الحقيقي مع معكوسه، ستكون النتيجة هي الصفر دائمًا فإذا كان a عدد حقيقي سيكون a + (-a) = 0 وكمثال على ذلك: 15 + (-15) = 0.
خاصية العنصر المحايد في الضرب
يمكن اعتبارها ثاني أسهل خصائص الاعداد الحقيقية بعد خاصية العنصر المحايد في الجمع، وتعني أن ضرب أي عددٍ حقيقيٍّ بالعدد 1 سينتج عنه العدد الحقيقي نفسه، فلو كان لدينا a عدد حقيقي سيكون a * 1 = a وكمثالٍ على ذلك 30 * 1 = 30.
خاصية النظير في الضرب
وهي تعني أنّه في حال قمنا بضرب أي عددٍ حقيقيٍّ بمقلوبه، سوف نحصل دائمًا على الرقم 1، فإذا كان a عددًا حقيقيًّا سيكون a * 1/a = 1 وكمثالٍ على ذلك 5 * 1/5 = 1.