1 (число)

ИИ-обзор статьи
1 (один) — наименьшее натуральное число, целое число между 0 и 2, нейтральный элемент по умножению.
Варианты записи единицы
В математике инков единица обозначалась одним узлом на нити кипу. В кириллической записи чисел — буквой «а», а арабскими цифрами — «1».
Арифметические и групповые свойства единицы
Число 1 является единственным положительным числом, равным своему обратному, и служит нейтральным элементом умножения. Для любого числа x выполняются равенства: x умножить на 1 равно x, x разделить на 1 равно x, x в первой степени равно x, единица в любой степени равна единице, а ненулевое число в нулевой степени равно единице. Логарифмы по основанию единицы не существуют.
Особый статус в теории чисел
Единица не считается ни простым, ни составным числом, чтобы не нарушать единственность разложения на простые множители. Она входит в тождество Эйлера, связывающее числа e, π, i, 1 и 0, а константа Лежандра оказалась равной единице.
Эволюция понятия числа 1
Древнегреческие учёные не считали единицу числом, рассматривая числа как совокупности единиц. В XVII веке Декарт и Ньютон приняли современный взгляд; Ньютон определял число как отвлечённое отношение величины к единице. В XX веке число стало пониматься как чисто математический объект, задаваемый аксиомами.
Обобщение в теории групп и представление фон Неймана
Свойство единицы быть равной своему обратному привело к понятию нейтрального элемента в теории групп, который часто называют единицей группы. В представлении фон Неймана единица определяется как множество {0} — синглетон с кардинальностью 1.

1 (оди́н, един, едини́ца, раз) — наименьшее натуральное число[1][комм. 1], целое число между 0 и 2.

Обозначение

В математике инков единица обозначалась в кипу в виде одного узла на свисающей нити. В кириллической записи чисел единица обозначалась буквой а (азъ). Арабскими цифрами единица записывается как «1»[1].

Свойства

Единица — единственное положительное число, которое равно своему обратному. Поэтому привело к одному из основных понятий в теории групп — нейтральному элементу, часто называемому просто единицей группы.

Для любого числа x:

x·1 = 1·x = x (см.: умножение).
x/1 = x (см.: деление)
x1 = x, 1x = 1, и для ненулевого числа x, x0 = 1 (см.: возведение в степень)
x↑↑1 = x и 1↑↑x = 1 (см.: суперстепень).

Число 1 не может быть самостоятельно использовано как основа позиционной системы счисления, но существует унарная система счисления, которая основана на многократном суммировании единицы, обозначаемой единственной цифрой в унарной системе, и, соответственно, является непозиционной. Поскольку квадрат, куб и любая другая степень числа 1 равняется единице, логарифмы по основанию 1 от числа, не равного 1, не существуют. Логарифм числа 1 по основанию 1 также не определён, так как за его значение может быть принято любое число.

В настоящее время в математике принято не относить единицу ни к простым, ни к составным числам, так как это нарушает важную для теории чисел единственность разложения на простые множители. Последним из профессиональных математиков, кто рассматривал 1 как простое число, был Анри Лебег в 1899 году.

Число 1 — наименьшее натуральное число, большее нуля (является ли нуль натуральным числом — зависит от принятых соглашений). Иногда за определение 1 принимают утверждение «при умножении единицы на любое другое число в результате получается это же число», а натуральные числа определяют, исходя из определений единицы и операции сложения.

Единица также используется в тождестве Эйлера — математическом соотношении пяти констант математики — собственно единицы, нуля, e, π и i:

Числом 1 также оказалась константа Лежандра. Изначально сам Лежандр высказал гипотезу о том, что она равна примерно 1,08366, но впоследствии Чебышёв, а затем Валле-Пуссен и Пинтц доказали элементарность этого числа, и константа Лежандра стала иметь лишь историческую ценность.

История

Ряд знаменитых учёных Древней Греции рассматривали каждое из натуральных чисел как собрание единиц; сама же единица числом не считалась[2]. В XVII веке Декарт и Ньютон приняли в своих трудах более современную точку зрения на сущность числа. Ньютон в трактате «Универсальная арифметика» писал[3]:

Под числом мы понимаем не столько множество единиц, сколько отвлечённое отношение какой-нибудь величины к другой величине того же рода, принятой за единицу.

В XX веке понятие числа окончательно отделилось от операции измерения и рассматривается как чисто математический объект, свойства которого задаются набором аксиом.

Вариации и обобщения

Единица — единственное положительное число, которое равно своему обратному. Поэтому обобщение этого свойства привело к одному из основных понятий в теории групп — понятию нейтрального элемента, который часто называют просто единицей группы.

Единица является автоморфным числом в любой позиционной системе счисления.

В представлении фон Неймана для натуральных чисел единица определяется как множество {0}. Это множество имеет кардинальность 1 и наследственный ранг 1. Такие множества с единственным элементом называются синглетонами.

Примечания

Комментарии

  1. Ноль традиционно в русских источниках не считается натуральным числом, но считается у французских авторов.

Источники

  1. 1 2 БРЭ.
  2. Энциклопедический словарь юного математика, 1985.
  3. История математики / Под редакцией А. П. Юшкевича, в трёх томах. — М.: Наука, 1970. — Т. II. — С. 35.

Литература

Ссылки

Дополнительно по теме