2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение04.06.2012, 22:16 


04/09/11
149
Я заранее извиняюсь, если вопрос покажется затянутым или даже глупым, но лично мне он интересен. Надеюсь услышать и Ваше мнение по этому вопросу.

Начал читать книжку "Начала анализа" Ландау.
Тем, кто читал, напомню; тем, кто не читал, расскажу: в первой главе вводятся аксиомы Пеано, доказывается, что (цитата):
"Каждой паре натуральных чисел х и у можно, и притом лишь единственным образом, отнести натуральное число, обозначаемое х+у, так, чтобы:
1) х + 1 = х' для каждого х;
2) x + y' = (x+y)' для каждого х и каждого у
где a' - "последующее" число для натурального числа а, существование и единственность которого гарантируются аксиомами Пеано"

Но у меня возник вопрос. Доказав теорему мы показали, в частности, что наше "привычное" сложение (поскольку оно, очевидно, удовлетворяет свойствам 1-2) совпадает с тем абстрактным, существование которого эта теорема гарантирует. Но мне пока нигде не встретилось собственно построение "правил сложения". Мы выводим законы (коммутативность, ассоциативность, сохранение порядка и так далее), но само сложение нигде не вводим.

Может, у меня уже совсем вылетели младшие классы из головы, но:
а) как же мы всё-таки вводим сложение? Не предполагается же, что все правила 2+2=4, 13+8=21 и т.д. заранее известны.
б) почему нельзя рассмотреть "привычное" сложение из первого-второго класс школы и уже по тому, как оно построено, изучать его свойства? Ведь (см. выше) теорема гарантирует, что любое абстрактное в конечном счёте - то же "привычное" (только в абстрактном случае мы не рассматриваем непосредственно правила, ставящее двум данным числам в соответствие третье - мы рассматриваем лишь свойства такой операции).

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение04.06.2012, 22:25 


20/12/09
1527
Asker Tasker в сообщении #580898 писал(а):
в первой главе вводятся аксиомы Пеано

Эти аксиомы знают только специалисты по математической логике.
Если хотите изучить матанализ, возьмите другую книгу.
Например, учебник Фихтенгольца.
Или сразу читайте следующие главы.
Могу Вас уверить: числа, их сложение, умножение будут точно такими же, как в начальной школе.

А если логика интересна, то тогда другое дело.

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение04.06.2012, 22:36 


04/09/11
149
Нам эту книгу советовали ещё на первом курсе, но тогда читать ничего как-то не хотелось. Постепенно вещи стали сложнее и интересна стала именно логика того, как всё это возникало, строилось, взаимодействовало - в частности стали интересны истоки. У нас курс анализа строился на аксиоматике действительных чисел, а натуральные определялись позже через индуктивные множества.

Поэтому подход Ландау для меня в каком-то смысле новый. И пока особенно интересны (я пока не так много прочитал) именно эти два вопроса.

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение04.06.2012, 23:15 


20/12/09
1527
Asker Tasker в сообщении #580906 писал(а):
Постепенно вещи стали сложнее и интересна стала именно логика того, как всё это возникало, строилось, взаимодействовало - в частности стали интересны истоки.

Для этого лучше изучать историю математики и читать первые книги по анализу.
Аксиомы Пеано появились тогда, когда все было уже открыто и изучено.

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение04.06.2012, 23:25 
Заслуженный участник


09/09/10
3729

(Оффтоп)

Asker Tasker в сообщении #580906 писал(а):
У нас курс анализа строился на аксиоматике действительных чисел, а натуральные определялись позже через индуктивные множества.

Дайте угадаю — Зорич? Все остальные строят действительные числа из рациональных, ну а рациональные числа вроде как всегда строят из целых; целые же числа, опять-таки, можно ввести аксиоматически, а можно строить из натуральных.

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение04.06.2012, 23:33 


04/09/11
149
Не Зорич. У нас основной книгой по курсу был двухтомник нашего преподавателя, а в списке рекомендованной литературы Зорича не было...

(Оффтоп)

А относительно моих вопросов у кого-нибудь есть какие-нибудь мысли? Хоть какие-нибудь?


-- 04.06.2012, 23:36 --

Ales в сообщении #580917 писал(а):
Asker Tasker в сообщении #580906 писал(а):
Постепенно вещи стали сложнее и интересна стала именно логика того, как всё это возникало, строилось, взаимодействовало - в частности стали интересны истоки.

Для этого лучше изучать историю математики и читать первые книги по анализу.
Аксиомы Пеано появились тогда, когда все было уже открыто и изучено.


"первые книги" - о каких именно идёт речь? Можете что-нибудь посоветовать?

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение04.06.2012, 23:45 
Заслуженный участник


11/05/08
32166

(Оффтоп)

Joker_vD в сообщении #580919 писал(а):
ну а рациональные числа вроде как всегда строят из целых; целые же числа, опять-таки, можно ввести аксиоматически, а можно строить из натуральных.

А лучше всего (раз уж речь об анализе) вообще ниоткуда не строить, а просто принять как данность. Иначе сороканожка.

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение05.06.2012, 00:03 
Заслуженный участник


09/09/10
3729

(Оффтоп)

ewert
Но ведь хочется же еще рассказать, откуда вообще берутся дети числа? Хочется. А в каком курсе это делать? Обычно делают в курсе матанализа, хотя мой преподаватель просто пропустил этот кусок со словами "Я надеюсь, вы и так все знаете, что такое вещественные числа, потому что тратить на это лекцию — для нас непозволительная роскошь".

Asker Tasker
Так построено же:
$\left\{\begin{array}{rcl}x + 1 &\stackrel{def}{=}& x', \\ x+ y' &\stackrel{def}{=}& (x+y)'.\end{array}\right.$

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение05.06.2012, 00:05 


05/09/11
364
Петербург
Asker Tasker в сообщении #580898 писал(а):
Но у меня возник вопрос. Доказав теорему мы показали, в частности, что наше "привычное" сложение (поскольку оно, очевидно, удовлетворяет свойствам 1-2) совпадает с тем абстрактным, существование которого эта теорема гарантирует. Но мне пока нигде не встретилось собственно построение "правил сложения". Мы выводим законы (коммутативность, ассоциативность, сохранение порядка и так далее), но само сложение нигде не вводим.

Может, у меня уже совсем вылетели младшие классы из головы, но:
а) как же мы всё-таки вводим сложение? Не предполагается же, что все правила 2+2=4, 13+8=21 и т.д. заранее известны.
б) почему нельзя рассмотреть "привычное" сложение из первого-второго класс школы и уже по тому, как оно построено, изучать его свойства?

Забудьте про младшие классы (я так говорю, потому что знаю, что Вы всё равно не сможете про них забыть :lol: ).
"Привычное" - это то, что у Вас в голове. На самом деле в младших классах сложение не определяли, его, строго говоря, не было. Вас лишь научили им пользоваться и дали понять, что это такое с точки зрения практики и человеческого восприятия.
Если Вы хотите разобраться в основаниях, то поймите, что сложение - это, по определению, алгебраическая операция, удовлетворяющая определённым свойствам. Опираясь на аксиоматику Пеано, можно доказать, что такая операция существует и единственна. И неудивительно, что потом доказываются свойства введённой операции (коммутативность, ассоциативность).
А вот, чтобы появились привычные числа, нужно сначала определить систему счисления. То есть доказать, что любое натуральное число единственным образом представимо в таком-то виде. А перед этим нужно ещё доказать, что на множестве натуральных чисел выполняется аксиома Архимеда.

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение05.06.2012, 00:21 
Заслуженный участник


11/05/08
32166

(Оффтоп)

Joker_vD в сообщении #580935 писал(а):
Но ведь хочется же еще рассказать, откуда вообще берутся дети числа? Хочется. А в каком курсе это делать? Обычно делают в курсе матанализа, хотя мой преподаватель просто пропустил этот кусок со словами "Я надеюсь, вы и так все знаете, что такое вещественные числа, потому что тратить на это лекцию — для нас непозволительная роскошь".

Да, хочется. Но -- всякому овощу свой фрукт. Естественно, для всех это непозволительная роскошь.

Мне никогда не доводилось читать первый семестр анализа. Довелось бы -- сказал бы, что, мол, каждая из этих теорем, которые мы принимаем б/д, может служить определением вещественных чисел; и попытался бы объяснить, из каких практических потребностей те определения возникают; и почему они эквивалентны, хоть в принципе; но, разумеется, на пальцах, без никаких доказательств. Максимум 1 час (меньше нельзя, если вообще в это ввязываться; а больше запрещено календарным планом).

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение05.06.2012, 13:34 
Заслуженный участник


13/12/05
4606
Asker Tasker в сообщении #580898 писал(а):
а) как же мы всё-таки вводим сложение? Не предполагается же, что все правила 2+2=4, 13+8=21 и т.д. заранее известны.

Счетные палочки помните? :-) Можно еще яблоки считать.
А аксиомы Пеано это и есть счетные палочки, только формально описанные :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение05.06.2012, 14:38 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


12/06/09
951
Asker Tasker в сообщении #580898 писал(а):
а) как же мы всё-таки вводим сложение? Не предполагается же, что все правила 2+2=4, 13+8=21 и т.д. заранее известны.

Докажите это как упражнение. А когда доберётесь до умножения, докажите теорему "Дважды два — четыре".

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение05.06.2012, 19:13 


20/12/09
1527
Asker Tasker в сообщении #580922 писал(а):
"первые книги" - о каких именно идёт речь? Можете что-нибудь посоветовать?

Я имел в виду такие книги, как Анализ Лопиталя, Начала Ньютона, Арифметика Магницкого.
Наверное, Лейбница стоит прочитать в оригинале.

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение05.06.2012, 20:13 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/09
7068
Сложение натуральных чисел можно определить по индукции.

 Профиль  
                  
 
 Re: Читая Ландау - "Начала анализа"
Сообщение09.06.2012, 14:08 


04/09/11
149
В целом я ответ получил.
Всем большое спасибо!

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 15 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group