Ответ на пост «Почему на ноль делить нельзя»

На 0 делить нельзя потому, что иначе нарушатся законы арифметики, а именно единственности умножения которые мы постулировали до того.

Спойлер для ЛЛ: на 0 нельзя делить потому, что если обозначить 1/0 = (некоторое специально очень большое значение, именно так до этого создали из натуральных чисел целые, а потом из целых чисел рациональные) то выяснится, что эта не является числом.

(0) Предположим, что мы в детском саду, изучаем деление и думаем что если 1 разделить на 0 - получится такое особое большое число : "1 / 0 = ∞", "2/0 = 2*", "3/0 = 3*"... Покажем, что детсадовские рассуждения не верны и к чему это приведёт.


(1)На столе лежат 6 яблок, вы за раз можете забрать 2. Сколько вам потребуется подходов? Правильно 3. 6 / 2 = 3.

(2) На столе лежит 1 яблоко, вы за раз можете забрать 0. Сколько вам потребуется подходов забирая 0 яблок, чтобы забрать со стола всё? Э... ну нисколько не хватит - предположим такое очень-очень большое число бесконечность . 1 / 0 = .


(3) На столе лежат 6 яблок, вы за раз можете забрать 0. Сколько вам потребуется подходов? Э... ну нисколько не хватит - ну формально пусть будет шесть бесконечностей. 6 / 0 = 6 * 1 / 0 = 6 * . (3.1)
А для 5 яблок - формально будет 5 бесконечностей. 5 / 0 = 5 * 1 / 0 = 5 * ∞. (3.2)
.... вроде пока всё верно так?

(4) Давайте внимательнее посмотрим что вообще значит 1 / 0 = , это значит, что мы можем перейти от деления к умножению: ∃с: (a / b = c) => (a = b * c), тогда
*) я вообще не очень понимаю как это 5-му классу сказать про транзитивность (=), ассоциативность (*) - вероятно надо оставить за скобками.
6 = 6 * 1 = 6 * (0 * ) = 6 * 0 * = 0 * = 1.


(5) Так стоп ерунда получается. Как такое возможно?
Ответ - такое возможно только если наше изначальное предположение (что результат 1/0 = является числом) не верно, т.е. числом не является. Вот тогда законы умножения, которые верны для чисел, на не распространяются и никакого "парадокса" нет.

ИТОГО:

на 0 нельзя делить потому, что даже если формально записать "1/0 = ∞", этот значение ∞ ведёт себя очень странно, и числом не является.

===========================================================

ПС1

Мне тут предлагают поменять определение на

На ноль делить нельзя потому что в поле вещественных чисел для числа 0 обратный элемент по отношению к умножению не определен однозначно.

Мне этот ответ не нравится.
Потому, что это определение вообще ничего не говорит о том, что происходит.
А если мы напишем "1/0 = " - не число и попробуем посмотреть что происходит, то происходит дофига всего интересного
- мат-анализ, если мы ограничимся пределами
- колесо и IEEE 754 https://ru.wikipedia.org/wiki/Колесо_(алгебра) https://ru.wikipedia.org/wiki/IEEE_754-2008) - если мы ∞ определим как "одно значение"
- теория бесконечно больших и малых чисел (вроде бы это будут бесконечные ординалы) - если мы попробуем то, что получилось считать "специальными числами".

ПС2
На чуть более фундаментальном уровне:
- на 0 делить нельзя потому, что с делителем 0 невозможно построить поле. т.е. появится семейство функций бесконечно порождающих новые множества (вроде это будут множества бесконечных ординалов и им обратных):
- f1 :: R -> R_∞; f1(x) = x / 0 -- что будет если записать все объекты от деления на 0?
- что f2 :: R_∞ -> R_0; f2(x) = 0 * (0 * x) -- что будет если биективно отразить все бесконечности в 0?
- f3 :: R_0 -> R_∞∞; -- что будет если уже эти R_0 отразить в бесконечность?
.......
Если вы можете объяснить почему так на каком-то фундаментальном уровне (просто написать что будет я и сам могу), почему какие-то сочетания операций порождают "хорошие" самозамкнутые структуры, а какие-то нет - то добро пожаловать в комменты объяснять мне.
Если вы можете только жонглировать терминами из теории поля - ну я книжку и сам могу открыть.

Лига образования

4.5K поста21.8K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

Публиковать могут пользователи с любым рейтингом. Однако мы хотим, чтобы соблюдались следующие условия:


ДЛЯ АВТОРОВ:


Приветствуются:

-уважение к читателю и открытость

-желание учиться

Не рекомендуются:

-публикация недостоверной информации


ДЛЯ ЧИТАТЕЛЕЙ:


Приветствуются:

-конструктивные дискуссии на тему постов

Не рекомендуются:

-личные оскорбления и провокации

-неподкрепленные фактами утверждения


В этом сообществе мы все союзники - мы все хотим учиться! :)

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
12
Автор поста оценил этот комментарий

"на 0 нельзя делить потому, что в этом случае получится специальное значение ∞ (бесконечность) которое не является числом."


Начали вы хорошо, а закончили плохо.


Не получается бесконечность.


На ноль делить нельзя потому что в поле вещественных чисел для числа 0 обратный элемент по отношению к умножению не определен однозначно.

раскрыть ветку (40)
2
Автор поста оценил этот комментарий

А вы точно дальше 1й строчки читали? Прочитайте ещё раз.

В пункте (5) ровно это и показано. Только языком понятным 5-класснику, применяя доказательство от противного. Если ему в садике кто-то с дуру объяснил что при делении на 0 бесконечность получается.
Т.е. без слов "поле" и "обратный элемент".

ПС
К стати не все начинают с алгебры и полей - кто-то с аксиоматики Пеано и объяснения единственности результатов операций "+" и "*"

раскрыть ветку (39)
7
Автор поста оценил этот комментарий

Я вам и написал. Рассуждения верные вывод неверный.

НЕ получается бесконечность при делении на 0.


Вы путаете отсутствие обратного элемента и понятие бесконечно малой и бесконечно большой величины.

раскрыть ветку (38)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Я вот тоже не уловил, зачем такими далёкими путями пытаться ходить вокруг. А потому что непонятно, что имеется исходно. Не дано определение операции "деление", вот и вся проблема. Если положить ее как операцию, обратную умножению, то из определения нейтрального элемента "результат деления на ноль" противоречит либо самому определению операции "деление" (x/0*0=0 по определению нейтрального элемента), либо определению нейтрального элемента (x/0*0=x по определению операции). На этом и надо разойтись. А если даём другое определение, то по нему, может, и можно делить, тогда и разговор ни о чем изначально. Пределы и прочее это вообще из другой области и бесконечности там это просто значочки, а не какие-то элементы.

раскрыть ветку (4)
1
Автор поста оценил этот комментарий

да пожалуй вы правы.
попробую ещё подумать.
Думал из контекста понялно, что было желание "на пальцах" показать что такой фокус (как проделывают с мн-ми N -> Z -> Q ) не пройдёт и "новые числа" окажутся "плохими" в смысле сохранения свойств чисел.

Но видимо на пальцах не получается. Всё равно в нейтральный элемент упираемся.

Автор поста оценил этот комментарий

вы правы но мне не нравится.

Для операции умножения и нуля просто построим функцию (*0)
Это функция не иньективна, по определению умножения и 0.

Для неё обратная функция не будет существовать (область значений функции многозначной функции - множество множеств чисел (а не множество чисел)).

Ну в общем это СИЛЬНО не на пальцах.

раскрыть ветку (2)
Автор поста оценил этот комментарий

То есть утверждение в чем? Что есть область определения? Что есть множество значений?

раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
То есть утверждение в чем?

Кратчайшее объесниние(*) не-элементарно, а хочется элементарно:
*) Неинъективная ф-ия необратима, "f=0*" - неинъективена по определению => "f = 0*" - необратима => операции x/0 (Q*Q -> Q) не существует.


Но хочется легко и на пальцах показать, что попробуем расширить деление на 0 так же как мы до того "расширяли N, Z, Q", ну типа введём "бесконечность" - не прокатит.
Легко - это класса для 5го (примерно в 7-8-9 классе у детей резко начинает работать абстрактное мышление, а хочется раньше).


===========================================================

3. Ну и через обращение f = 0* // f(x) = 0*x
Это уже можно писать "почему на самом деле нельзя умножать на 0". Там дофига всего получается:
- отображение всей проективной окружности в \Inf - и кажется мы получаем вообще нестандартный анализ
- не просто некоммутативность умножения, а нередуцироемость o-малое членов
......

2
Автор поста оценил этот комментарий
бесконечно малой и бесконечно большой величины.

Это уже другой вопрос.
С этим замечанием я согласен, что моё обозначение - слишком общее и никак не отличается от lim или ещё чего.

Но тут как-бы надо объяснить по-взрослому: что такое вычисление (alpha- / beta- reduction без потери информации).
И почему для x/0 - не получится "без потери".

Но это 5-класснику уже не объяснить.


раскрыть ветку (2)
5
Автор поста оценил этот комментарий

Простое и верное объяснение состоит в том что нет единственного обратного элемента. Бесконечность тут не нужна вообще.

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Сначала было "неправлиьно", а теперь "излишне".
Но нет не излишне,   тут очень помогает.
========================================


Бесконечность тут не нужна вообще.

Пусть x !=0, пусть x/0 - число.
Тогда я могу доказать, что это число, по-модулю, больше любого элемента из N.

1. Очень естественно назвать такой объект (более того, называют: https://ru.wikipedia.org/wiki/Колесо_(алгебра) )
2. Это очень упростит объяснение "на пальцах".
3. Когда мы начнём работать с похожими объектами - в старших классах \ институте - мы всё равно будем называть их "бесконечностями" / "бесконечно большими" или как-то похоже.

Автор поста оценил этот комментарий

"не определён однозначно" и "не является числом" - это просто два разных способа сказать об одном и том же:

let ∞ = let (x /= 0) in x / 0.
ПС
Один из признаков того, что вы не правы - вы не можете указать место, где я совершил ошибку, для вас просто вывод звучит "непривычно".
Но математика так не работате ;)
раскрыть ветку (29)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Я вам указал.


Ваша ошибка в том, что вы путаете отсутствие однозначной определённости и бесконечность. Это разные вещи. Конкретно п 5 и вывод.


Есть определение бесконечно большой величины в математическом анализе. Возьмите его.

раскрыть ветку (27)
Автор поста оценил этот комментарий

Не додумывайте за меня то, что я не писал. А написал я вот что:
(1)Возьмём обозначение ∞.
(2*)Определим его как:
<=> (x != 0): x / 0 =
....

(3) Вывод: - не является числом.

Что вам тут не нравится?

*) (x != 0) я не писал, хотя надо было-бы. Но изложение для 5 класса.



Вы придумали что-то за меня, доказали, что это не верно.
Поздравляю вы правы. Только я тут не причём.


===============================================



Ваша ошибка в том, что вы путаете отсутствие однозначной определённости и бесконечность.

Ну вообще-то у "бесконечности" нет определения в "математике вообще".

раскрыть ветку (26)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Рассмотрим поле вычетов F[5]={0,1,2,3,4,5}. В нем конечное количество элементов. Так как для 0 нет единственного обратного элемента по отношению к умножению, то операция деления на 0 не возможна.


Соответственно отсутствие единственного обратного элемента это условие не возможности деления на 0.  Бесконечность не нужна.


Вот тут ещё ошибка

"На столе лежат 5 яблок, вы за раз можете забрать 0. Сколько вам потребуется подходов?" количество способов выбрать 0 яблок из 5 равно 1 (один) способ. Соответственно и подход один.

раскрыть ветку (25)
1
Автор поста оценил этот комментарий

У... кажется вы вообще ничего не понимаете в том, о чём пишите.
Нет доказательство не верно.

Соответственно отсутствие единственного обратного элемента это условие не возможности деления на 0. Бесконечность не нужна.

Переводя на язык формул, вы хотите сказать это: (A => G) => (!(B => G))

Предлагаю вам доказать это в общем случае (спойлер - в общем случае это неверно).
=====================================

Ну и по-мелочи:

> Докажем для R
> А вот рассмотрим поле вычетов

Даже если бы ваше доказательство было верным - что бы оно означало?
Если объект исследования другой?


Соответственно отсутствие единственного обратного элемента это условие не возможности деления на 0.

Это вообще что значит? Условия бывают "необходимыми" или "достаточными". Уточните.


F[5] = {0,1,2,3,4,5}

{0, 1, 2, 3, 4, 5} - это F_6 и этого поля всё-таки вообще не существует (до обозначений не придираюсь)
==================================================

Вот тут ещё ошибка

"На столе лежат 5 яблок, вы за раз можете забрать 0. Сколько вам потребуется подходов?"

Слушайте ну вы же не компилятор ЯП - чтобы не понимать что здесь написано ;)

раскрыть ветку (24)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Пусть будет поле F[5]={0,1,2,3,4}.

Определение поля включает в себя существование единственного обратного элемента по отношению к умножению.


В случае поля F5 нет единственного для 0, в случае поля вещественных чисел нет единственного для 0. Следовательно ни там ни там операция деления на 0 не определена.


Бесконечность не нужна. Она не имеет отношения к возможности или невозможности деления на 0.


Вот это утверждение неверное.


"Спойлер для ЛЛ: на 0 нельзя делить потому, что в этом случае получится специальное значение (бесконечность) которое не является числом."


Я вам привёл пример с полем F5 где есть конечный набор вариантов при делении на 0 и бесконечность не возникает.

раскрыть ветку (23)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Мне кажется, что вы когда-то что-то знали, а сейчас вспоминаете зазубренные обрывки.

Есть доказательство про R.
Есть альтернативное доказательство про F_5.

1. И каким доказательство про F_5 отменяет доказательство про R?
2. Почему если есть два доказательсво - то одно из них обязательно не верно?  Доказательств теоремы пифагора любители уже больше 100 набрали. Все из них верные.

3. Более того. Обозначить x\0 = ;
Попытаемся что-нибудь сделать, чтобы логика сошлась, получим, что:
∞ - не группа // ага теория групп нафиг идёт
∞ <=> {+∞, -∞, ⊥} // {+Inf,  -Inf, Nan}

Ой кажется мы получили мат-прототип для IEEE 754.

раскрыть ветку (22)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Таким, что правила единые для всех полей.


У вас нет доказательства, так как все выводы основаны на ложном утверждении "x/0 есть бесконечность", а это неверно так как операция деления на 0 не определена по другим причинам и бесконечность здесь не нужна.


В компьютере конечная модульная арифметика.

Там нет бесконечности.


Если бы вы сказали, что

Пусть x/0=p, где. р это вещественное число. Тогда p*0= x. Но получается 5*0=6*0=x, что противоречит единственности обратного к умножению элемента. Получается противоречие и x/0 не возможно для вещественных чисел равно как для других  полей где нет делителя нуля.


Ваша аналогия с теоремой Пифагора очень хорошая. Вы доказали, что теорема Пифагора верна если длины сторон прямоугольного треугольника есть числа в шестнадцатиричной системе счисления и для других систем счисления оно не работает.

раскрыть ветку (21)
Автор поста оценил этот комментарий

В современной науке «ноль» не только цифра, но и символ, который используется для обозначения отсутствия какого-то количества. Именно благодаря ему представляется возможным решать сложные математические уравнения.

Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку