В математиката естествено число е цяло положително число (1, 2, 3, …).[1]

Естествените числа се използват при броенето („На масата има 3 ябълки“) и при номерацията („Той завърши на 3-то място“).

Записване редактиране

В математиката е прието множеството на естествените числа да се означава с N. По определение това е безкрайно и изброимо множество. За да се избегне объркването дали нулата се включва или не, се използват също следните означения:

  • за естествените числа: N или  
  • за целите положителни числа: Z+ или  , където   е множеството на целите числа.
  • за целите неотрицателни числа: Z+0 или  , където   е множеството на целите числа.

По конвенция в онези дялове на математиката, в които се набляга предимно на мултипликативните свойства на естествените числа — напр. в теорията на числата — под   се разбира  . Където естествените числа се използват предимно за броене — напр.комбинаторика, математическа логика, теория на множествата и информатика  по-често означава  . Според международния стандарт ISO 80000-2 множеството   на естествените числа включва нулата.

Математическа аксиоматизация редактиране

Следва точното математическо определяне на естествените числа, предложено от Джузепе Пеано през 1889. Това са наречените на него аксиоми на Пеано:

  • 0 е естествено число.
  • Всяко естествено число a има наследник a+1, който също е естествено число.
  • Няма естествено число, чийто наследник е 0.
  • Ако две естествени числа са различни, тогава и наследниците им са различни: ако ab, тогава a+1≠b+1.
  • Ако за едно подмножество на естествените числа A важи: 0 ∈ A и за всяко aA важи a+1 ∈ A, то множеството A е равно на множеството на естествените числа. (Тази аксиома осигурява правилността на математическата индукция като доказателствен метод).

В теорията на множествата се използва следната конструкция на естествените числа, предложена от Джон фон Нойман:

  • 0 := {}
  • 1 := {0} = {{}}
  • 2 := {0, 1} = {{}, {{}}}
  • 3 := {0, 1, 2} = {{}, {{}}, {{}, {{}}}}
  • n+1 := {0, 1,..., n} = n U {n}

Всяко от естествените числа се представя като мощността на съответното множество.

Според това определение множеството n съдържа точно n елемента и nm тогава и само тогава, когато n е подмножество на m.

Въпреки че тази конструкция е удачна, тя не е единствената възможна. Например:

  • 0 := {}
  • n+1 := {n}

Тогава 1 := {0} = {{}}, 2 := {1} = {{{}}} и т.н.

Основни свойства редактиране

  • Комутативност на събирането: a + b = b + a.
  • Комутативност на умножението: ab = ba.
  • Асоциативност на събирането: (a + b) + c = a + (b + c).
  • Асоциативност на умножението: (ab)c = a(bc).
  • Дистрибутивност на умножението относно събирането: a(b+c) = ab + ac, (b + c)a = ba + ca.

Източници редактиране

  1. естествен // ibl.bas.bg. Институт за български език, 2023. Посетен на 2023-01-30.

Вижте също редактиране