🔰加法性質

數學數系實數建造加法 ⟩ 性質

實數加法符合代數系統「」(field)的加法規範:

  • A0加法封閉性a+bRa+b \in {\color{orange}\mathbb{R}} ( 👉 證明 )

  • A1加法結合律(a+b)+c=a+(b+c)(a+b)+c=a+(b+c)

  • A2加法零元素a+0=aa + {\color{orange}\mathbf{0}} = a

  • A3加法反元素a+(a)=𝟘{\color{orange}a}+ ({\color{orange}-a}) = {\color{orange}\mathbf{𝟘}}

  • A4加法交換律a+b=b+aa+b=b+a

加法性質證明

A1加法結合律(a+b)+c=a+(b+c)(a+b)+c=a+(b+c)

因為 a,b,cRa , b, c \in {\color{orange}\mathbb{R}}a,b,ca, b, c 都是「戴德金分割」:

  1. 我們先證明: (a+b)+c={ p+q+r  pa, qb, rc }(a+b)+c= \{ \ p+q+r \ | \ p \in {\color{orange}a}, \ q \in {\color{orange}b}, \ r \in {\color{orange}c} \ \}

    1. (a+b)+c(a+b)+c 中的元素必定為 (p+q)+r(p+q)+r 的形式(其中 pa, qb, rcp \in {\color{orange}a}, \ q \in {\color{orange}b}, \ r \in {\color{orange}c}),因此 (a+b)+c { p+q+r  pa, qb, rc }(a+b)+c \ \subseteq \{ \ p+q+r \ | \ p \in {\color{orange}a}, \ q \in {\color{orange}b}, \ r \in {\color{orange}c} \ \}

    2. 反過來說, p+q+rp+q+r (其中 pa, qb, rcp \in {\color{orange}a}, \ q \in {\color{orange}b}, \ r \in {\color{orange}c}) 可以寫成 (p+q)+r(p+q)+r,因此 { p+q+r  pa, qb, rc } (a+b)+c\{ \ p+q+r \ | \ p \in {\color{orange}a}, \ q \in {\color{orange}b}, \ r \in {\color{orange}c} \ \} \ \subseteq (a+b)+c

    3. 所以綜合以上兩點: (a+b)+c={ p+q+r  pa, qb, rc }(a+b)+c= \{ \ p+q+r \ | \ p \in {\color{orange}a}, \ q \in {\color{orange}b}, \ r \in {\color{orange}c} \ \}

  2. 同理,我們也可以證明: a+(b+c)={ p+q+r  pa, qb, rc }a+(b+c) = \{ \ p+q+r \ | \ p \in {\color{orange}a}, \ q \in {\color{orange}b}, \ r \in {\color{orange}c} \ \}

因此,根據以上兩點: (a+b)+c=a+(b+c)(a+b)+c=a+(b+c)

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