陳珮珊
摘要文章論述了數(shù)字“0”在數(shù)字序列中的特殊性和在數(shù)學計算中的各種特殊性質(zhì),特別與數(shù)字“1”進行對比,加深對數(shù)字“0”與“1”的印象和深入了解,并列舉了很多生動的實例,可以引發(fā)學生對數(shù)學的廣泛興趣和愛好。
關鍵詞0;自然數(shù);正數(shù)與負數(shù);奇數(shù)與偶數(shù);整數(shù)與小數(shù)
0,可以說是人類最早接觸的數(shù)了。我們的祖先在生活和勞動中,為了表述“某樣東西”“ 某件事物”存在或不存在的時候,就認識了“有”和“沒有”。其中的“沒有”,早期的古人類是用動作來表示的,如可以用搖頭的動作來表示沒有,也可以將手伸開,用擺手的動作來表示沒有;進入到智能人時代,發(fā)明了文字以后,倘若用我國的漢字來表示,便是“零”了,用阿拉伯數(shù)字寫出就是個圓圈“0”。那么“0”是不是絕對表示“沒有”呢?從現(xiàn)代的觀點來看,正確的答案應當是“不一定”。
在算術中,可以說 “任何數(shù)減去它本身即等于0,0就表示沒有數(shù)量。”這樣說不算錯。但在日常生活中,“0”就不一定表示“沒有”。我們聽天氣預報時都知道,內(nèi)蒙古有個地方,今年三月份最低溫度竟然是零下53.9攝氏度(- 53.9°C)。在溫度計上可看出,從刻度0往上讀的是正數(shù),從刻度0往下讀的是負數(shù),從正數(shù)過渡到負數(shù),必然要經(jīng)過“0”這個數(shù)字。此時的0攝氏度就表示水的冰點或冰的熔點(即一個標準大氣壓下的冰水混合物的溫度)。通俗地說,當水的溫度降低時,達到0度就會結(jié)冰,此時的水由液體就會變成了固體;反之,固體的冰當溫度上升時,達到0度就會融化,由液體變成固體。在這種情況下,“0”便是水的固態(tài)和液態(tài)的區(qū)分點。在這里,“0”就失去了表示“沒有”的功能,而另有它深刻的含義了。再從物理學范疇來講,構(gòu)成物質(zhì)最小微粒的是原子,原子又是由帶正電荷的質(zhì)子和帶負電荷的電子所組成的,其中的電子在不停地繞著質(zhì)子運動著,如同一個太陽系,地球連同金星、木星、水星、火星、土星都繞著太陽在不同的軌道上運轉(zhuǎn)一樣,永不停息。那么電子不運動的時候是溫度幾度呢?經(jīng)科學論斷可知,電子不運動時的溫度如果用絕對溫度“K”來表示,就是0°K度,它等于攝氏“0”下273°C(-273°C)。攝氏0度(0°C)就是絕對溫度273度(273°K)了。用算術等式來表示,就是0°C=273°K。很顯然,此時的攝氏度“0”竟然等于絕對溫度里的“273”!在這種情況下的“0”,你總不能說“0”是“沒有”吧!
數(shù)學中,從數(shù)列來講,0是自然數(shù)(需要說明的是:以前我國規(guī)定“0”不是自然數(shù),近年來為了與世界大多數(shù)國家統(tǒng)一,便對此進行了修改)。從整數(shù)小數(shù)角度來講,“0”是個整數(shù)。從正負數(shù)角度來講,0既不是正數(shù),也不是負數(shù);但是從工程設計角度來講,卻有正負0之說,因為設計一間房子,設計一條道路,地面總有坑坑洼洼高高低低,我們依照一個高度為基準0,這個基準0就是正負0,如果在這段地面上挖個深度10米的井(下水道),井的深度對于正負0來講,就是-10米。從奇數(shù)偶數(shù)角度來講,“0”是一個偶數(shù)。從有理數(shù)無理數(shù)范疇來講,“0”是個有理數(shù)。從實數(shù)虛數(shù)角度來講,“0”應是實數(shù),負數(shù)的開平方是個虛數(shù),因為任何兩個負數(shù)的平方{如(-1)×(-1)= +1},只能是正數(shù),絕對不會得負數(shù);反過來計算時,只有正數(shù)的開平方才能得出實數(shù),負數(shù)開平方就得不到實數(shù),只能是個虛數(shù),但是虛數(shù)卻真實地存在著,在電力工程學中,虛數(shù)-1的開平方是個非常重要的數(shù)字,沒有這個虛數(shù)的存在,可以說電氣化理論就不能發(fā)展,人類社會的電氣化夢想就永遠不能實現(xiàn)。所以同學們千萬不能輕視實數(shù)和虛數(shù)的概念。
在運算過程中,任何數(shù)乘以1等于該數(shù)本身,但任何數(shù)乘以“0”卻都等于0。任何數(shù)的0次方永遠是1(n°=1),1的對數(shù)永遠是0(Logn1=0),而0卻沒有對數(shù)。對于小于1的正小數(shù)來說,例如0.03,在小數(shù)點之前添上幾個0,其大小不變,例000.03=0.03,但是在小數(shù)點之后絕對不能任意增減“0”的個數(shù),如把0.03小數(shù)點后“0”的個數(shù)改變成0.3或0.0003,此時,就不是原來的數(shù)字0.03了,其內(nèi)涵就完完全全的變了。我們在給學生講除法時,總是講“任何數(shù)除以0(a/0)為“沒有意義”。因為將一個整體平均分成若干等份,求每份是多少時用除法,但一個整體無法分成0份,此時除法中除數(shù)“0”就沒有意義了。到高等數(shù)學講函數(shù)的極限時就了解到,a/0應為無窮大(一個變量在變化過程中其絕對值永遠大于任意大的已知定數(shù)),你說的數(shù)目再大,它總比你說的更大。而a/0中的“ 0”可以表示以0為極限的變量(一個變量在變化過程中其絕對值永遠小于任意小的已知定數(shù)),我們從中又可以引申出關于“0”的又一個含義“以0為極限的變量,叫做無窮小”。
日常生活中還經(jīng)常見到“105元、2012年、2013房間”等數(shù)字,其中雖都有“0”的出現(xiàn),粗“看”都差不多,仔細體味起來,彼此意思卻不盡相同。105元、2012年中的0指數(shù)的空位,絕對不可刪去,刪去的話意思就完全變了(15元、212年與105元、2012年就差得太遠了);而住旅館時2013房間中的“0”,只不過是用來分隔“樓棟”與“房間”號的一個符號(即表示2樓13號房間),也可用213來表示,故此0可刪去,不影響人們識別。
在漢字里,0寫作為“零”,表示的意思就更多了,如:雨下得小了是“零星小雨”,學生上學時家長給的錢叫做“零花錢”,在早、中、晚三餐以外吃的東西叫“零食”,考試得了0分叫吃了“零蛋”,半夜12點又稱為“零點”,電影中“零距離”又稱“無間道”,真是豐富多彩不勝枚舉了。
綜上所述可以充分看出,“0”這個數(shù)字既是多么的奇特又是多么的奇妙了 。 數(shù)學的海洋是美妙無窮的。最近一則新聞報道,中南大學任命了一位只有22歲的中國最年輕的大學教授級研究員劉路,他攻克了20年來的世界數(shù)學領域中的一個“猜想”難題:否定了“西塔潘猜想”。要知道他只是一個大三學生,大學還沒有畢業(yè)呢!同學們,讓我們也像劉路那樣,好好學習,努力鉆研,去勇敢地攀登世界的數(shù)學高峰吧!