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
 
 Верно ли доказательство?
Сообщение28.11.2014, 14:54 


03/04/14
303
Привет, математики.
Нужно доказать, что всякое число в десятичной системе исчисления можно представить в двоичной.
Вообще вопрос странный мне кажется. На само число никак не влияет система исчисления в которой это число представлено. И поэтому очевидно что любое число представимо в любой системе исчисления, коль скоро это правда система исчисления. Может быть я не прав?

Но все же если доказываться такое высказывание, то верно ли будет такое рассуждение:

Возьмем какое либо число $a$, равное степени числа два.
Покажем, что любое число меньше $a$ можно записать в виде суммы меньших степеней двойки.
Запишем число $a$ в виде суммы $a/2 + a/2$ :

$2^n =  2^{n-1} + 2^{n-1}$

Теперь можно сказать, что все числа меньше $2^n$ можно записать в виде суммы меньших степеней двойки, если все числа меньше $2^{n-1}$ можно представить в виде суммы меньших степеней двойки (если это так, то мы можем представить все числа от $0$ до $2^{n-1}$, само $2^{n-1}$, и все числа от $2^{n-1}$ до $2^{n}$).

Следовательно теперь задача сводится к тому, чтобы доказать, что все числа меньше $2^{n-1}$ можно представить в виде суммы меньших степени двойки.
Таким образом, продолжая разложение числа таким образом мы придем к случаю, когда нужно будет доказать, что все числа меньше $2^{1}$ можно представить в виде суммы меньших степеней, а так как меньше только одно число - $2^{0}$ то это доказано. Следовательно по "рекурсии" (это больше похоже на рекурсию, а не индукцию) верны и все предыдущие предположения, то есть любое число меньше $2^n$ можно записать в виде суммы меньших степеней двойки. Таким образом любое число $b$ можно представить в двоичной системе исчисления, так как всегда можно взять такое $n$, что $2^n > b$.

Вот собственно вопрос верно ли такое "средневековое" рассуждение? Можно ли его считать доказательством? Насколько оно строгое? Как это можно доказать более правильно?)
И еще, все таки следует ли с очевидностью из понятия системы исчисления то что здесь я пытаюсь доказывать?

Спасибо)

 Профиль  
                  
 
 Re: Верно ли доказательство?
Сообщение28.11.2014, 15:26 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


06/10/08
6422
Ну это действительно очевидное утверждение, но раз уж его надо доказать, то надо доказать.

bayah в сообщении #937428 писал(а):
Следовательно по "рекурсии" (это больше похоже на рекурсию, а не индукцию)
Рекурсия используется не для доказательства, а для определения функций. А это как раз индукция.

bayah в сообщении #937428 писал(а):
так как всегда можно взять такое $n$, что $2^n > b$.
Почему?

bayah в сообщении #937428 писал(а):
Как это можно доказать более правильно?
Возьмите Ваше рассуждение и аккуратно распишите индукцию: база индукции, индуктивный переход, вывод.

 Профиль  
                  
 
 Re: Верно ли доказательство?
Сообщение29.11.2014, 07:01 


03/04/14
303
Xaositect в сообщении #937437 писал(а):
bayah в сообщении #937428

писал(а):
Как это можно доказать более правильно? Возьмите Ваше рассуждение и аккуратно распишите индукцию: база индукции, индуктивный переход, вывод.


База индукции: все числа меньше $2^1$ можно представить в виде сумм меньших степеней двойки, так как единственное меньшее число это $2^0$, оно же и единственная меньшая степень.
Индуктивное предположение: все числа меньше $2^n$ можно представить в виде суммы меньших степеней двойки.
Теперь нужно совершить индуктивный переход: доказать что из индуктивного предположения следует, что все числа меньше $2^{n+1}$ так же можно представить в виде сумм меньших степеней двойки.
Индуктивный переход:

$2^{n+1} =  2^n + 2^n$

А так как по индуктивному предположению числа меньше $2^n$ представимы в виде суммы меньших степеней двойки то у нас есть все числа от $0$ до $2^{n}$, само $2^{n}$, и все числа от $2^{n}$ до $2^{n+1}$. Индуктивный переход осуществим. Следовательно всякое число можно меньше $2^n$ можно представить в виде суммы меньших степеней двойки.

Теперь,

Xaositect в сообщении #937437 писал(а):
bayah в сообщении #937428
писал(а):
так как всегда можно взять такое $n$, что $2^n > b$. Почему?


Ну, для всякого $2^n$ можно взять большее $2^{n+1}$, таким образом чисел вида $2^n$ бесконечное количество. А значит для любого конечного числа a, можно взять большее $2^n$.
Отсюда можно заключить, что и всякое вообще число можно представить в виде суммы меньших степеней двойки, то есть в двоичном виде.

Так?
В сущности перефразировал то что писал ранее)

 Профиль  
                  
 
 Re: Верно ли доказательство?
Сообщение29.11.2014, 11:11 
Заслуженный участник


16/02/13
4214
Владивосток
В сущности да, но при этом опираетесь на аксиому индукции, так, кажется она называется. Или принцип индукции. А прежняя конструкция, при всей похожести, висела в воздухе. Таки да, под неё тоже можно было подвести фундамент, но проще перефразировать.

 Профиль  
                  
 
 Re: Верно ли доказательство?
Сообщение29.11.2014, 17:27 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


06/10/08
6422
bayah в сообщении #937685 писал(а):
Ну, для всякого $2^n$ можно взять большее $2^{n+1}$, таким образом чисел вида $2^n$ бесконечное количество. А значит для любого конечного числа a, можно взять большее $2^n$.
Это, вообще говоря, некоторое нетривиальное утверждение о натуральном ряде - что любое бесконечное множество неограниченно. Для действительных чисел, например, это неверно.
По-хорошему, существование большой степени двойки надо бы тоже доказать, по индукции или через известные неравенства какие-нибудь.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 5 ] 

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