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3 weeks ago
乘法是加法的简便运算吗?
人们一般认为,乘法是加法的简便运算,但事实并不这样简单,需要分两种情况讨论:一种情况是基于自然数集合,一种情况是基于整数集合。
在自然数集合上乘法是加法的简便运算。比如8 = 4 × 3是由8 = 4 +
4 + 4 产生的是3个4相加的简便运算。一般地对于a ∈ Nb ∈ N有
a × b = c ←→ a + a + ... + a = c
其中"连加"表示有b个a相加因此左边的乘法是b个a相加的简便运算。对于这样的表示通常称a为被乘数、b为乘数、c为积。
基于这样的运算可以得到两个基本性质对于任何a ∈ N有
0 × a = 01 × a = a。
通过附录话题19的讨论可以看到这两个性质是乘法运算独有的。这两个性质构成了乘法运算的基本特征近代数学所定义的任何乘法包括矩阵的乘法都保留了这两个性质。
在整数集合上,乘法不是加法的简便运算。当被乘数为负数、乘数为正数时,还可以把乘法运算解释为加法的简便运算。比如,可以把
-2 × 3 = -6 ←→ (-2) + (-2) + (-2) = -6
解释为3个
-2相加的简便运算。可是当乘数为负数时"乘法是加法的简便运算"这个命题就解释不通了。比如不可能把乘法3
× (-2解释为
-2个3相加的简便运算。因此在整数集合上我们不能说乘法是加法的简单运算。那么到底应当怎样解释整数集合上的乘法呢这就需要我们更加深刻地理解乘法理解乘法的算理、以及基于算理的乘法运算法则。