กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 16 นาที

การหารด้วยศูนย์

ใน ทางคณิตศาสตร์ การ หารด้วยศูนย์ คือ การหาร ที่ตัวหาร (ตัวส่วน) เป็น ศูนย์ ซึ่งเป็นกรณีพิเศษที่มีปัญหา หากใช้ สัญลักษณ์ เศษส่วน ตัวอย่างทั่วไปสามารถเขียนได้เป็น ⁠ ⁠ เอ 0...

การหารด้วยศูนย์

กราฟแสดงแผนภาพแทนค่าลิมิตที่เข้าใกล้ค่าอนันต์
ฟังก์ชันผกผันy = 1/xเมื่อ xเข้าใกล้ศูนย์จากทางขวา yจะมีค่าเข้าใกล้ค่าอนันต์บวก เมื่อ xเข้าใกล้ศูนย์จากทางซ้าย yจะมีค่าเข้าใกล้ค่าอนันต์ลบ

ในทางคณิตศาสตร์การหารด้วยศูนย์คือการหารที่ตัวหาร (ตัวส่วน) เป็นศูนย์ซึ่งเป็นกรณีพิเศษที่มีปัญหา หากใช้ สัญลักษณ์ เศษส่วนตัวอย่างทั่วไปสามารถเขียนได้เป็น⁠ ⁠โดยที่⁠ ⁠คือตัวตั้งหาร (ตัวเศษ)

โดยทั่วไปแล้ว นิยามของผลหารในเลขคณิตเบื้องต้นคือ จำนวนที่ให้ผลลัพธ์เป็นตัวตั้งหารเมื่อคูณด้วยตัวหาร นั่นคือ⁠ ⁠เท่ากับ⁠ ⁠ตามนิยามนี้ ผลหาร⁠ ⁠จึงไม่มีความหมาย เพราะผลคูณ⁠ ⁠ จะเป็น ⁠ ⁠เสมอไม่ใช่จำนวนอื่น⁠ ⁠การปฏิบัติตามกฎทั่วไปของพีชคณิตเบื้องต้นในขณะที่อนุญาตให้มีการหารด้วยศูนย์อาจก่อให้เกิดความผิดพลาดทางคณิตศาสตร์ซึ่งเป็นความผิดพลาดเล็กน้อยที่นำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไร้สาระ เพื่อป้องกันสิ่งนี้ เลขคณิตของจำนวนจริงและโครงสร้างตัวเลขทั่วไปที่เรียกว่าฟิลด์จึงไม่ได้กำหนด นิยามของการหารด้วยศูนย์ และสถานการณ์ที่อาจเกิดการหารด้วยศูนย์จะต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวัง เนื่องจากจำนวนใดๆ ที่คูณด้วย 0 จะได้ 0 ดังนั้นนิพจน์⁠ ⁠จึงไม่ได้กำหนดนิยามเช่นกัน

แคลคูลัสศึกษาพฤติกรรมของฟังก์ชันในลิมิตเมื่อค่าอินพุตมีแนวโน้มเข้าสู่ค่าใดค่าหนึ่ง เมื่อฟังก์ชันจริงสามารถแสดงในรูปเศษส่วนที่มีตัวส่วนมีแนวโน้มเข้าสู่ศูนย์ ผลลัพธ์ของฟังก์ชันจะใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ และกล่าวได้ว่า " มีแนวโน้มเข้าสู่อนันต์ " ซึ่ง เป็นภาวะเอกฐานทางคณิตศาสตร์ชนิดหนึ่งตัวอย่างเช่นฟังก์ชันส่วนกลับมีแนวโน้มเข้าสู่อนันต์เมื่อมีแนวโน้มเข้าสู่เมื่อทั้งตัวเศษและตัวส่วนมีแนวโน้มเข้าสู่ศูนย์ที่ค่าอินพุตเดียวกัน นิพจน์นั้นจะอยู่ในรูปที่ไม่แน่นอนเนื่องจากลิมิตที่ได้ขึ้นอยู่กับฟังก์ชันเฉพาะที่ประกอบเป็นเศษส่วนและไม่สามารถหาได้จากลิมิตแยกกันของแต่ละฟังก์ชัน

นอกเหนือจากธรรมเนียมปฏิบัติทั่วไปในการทำงานกับฟิลด์ เช่น จำนวนจริง และการไม่นิยามการหารด้วยศูนย์แล้ว ยังสามารถนิยามผลลัพธ์ของการหารด้วยศูนย์ได้ในรูปแบบอื่น ซึ่งส่งผลให้เกิดระบบจำนวนที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น ผลหารสามารถนิยามให้เท่ากับจุด อนันต์ใหม่ที่ระบุชัดเจน ซึ่งบางครั้งอาจใช้สัญลักษณ์อนันต์หรือ สามารถนิยามให้ผลลัพธ์เป็นอนันต์แบบมีเครื่องหมาย โดยมีเครื่องหมายบวกหรือลบขึ้นอยู่กับเครื่องหมายของตัวตั้งหาร ในระบบจำนวนเหล่านี้ การหารด้วยศูนย์ไม่ได้ถือเป็นข้อยกเว้นพิเศษอีกต่อไป แต่จุดอนันต์เหล่านั้นเกี่ยวข้องกับพฤติกรรมพิเศษรูปแบบใหม่ของมันเอง

ในการคำนวณข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นจากการพยายามหารด้วยศูนย์ ขึ้นอยู่กับบริบทและชนิดของตัวเลขที่เกี่ยวข้อง การหารด้วยศูนย์อาจให้ผลลัพธ์เป็นอนันต์บวกหรือลบ ส่งคืนค่าพิเศษที่ไม่ใช่ตัวเลขหรือ ทำให้โปรแกรม หยุดทำงาน เป็นต้น โปรแกรมพิสูจน์ทฤษฎีบทบาง โปรแกรม กำหนดให้ผลหารเท่ากับศูนย์เพื่อให้การหารเป็นฟังก์ชัน สมบูรณ์

เลขคณิตเบื้องต้น

ความหมายของการแบ่ง

การแบ่งส่วนนี้สามารถตีความในเชิงแนวคิดได้หลายวิธี[ 1 ]

ในการหารแบบผลหารตัวตั้งหาร⁠ ⁠จะถูกจินตนาการว่าถูกแบ่งออกเป็นส่วนๆ ที่มีขนาด⁠ ⁠ (ตัวหาร) และผลหาร⁠ ⁠คือจำนวนส่วนที่ได้ ตัวอย่างเช่น จินตนาการว่าขนมปัง 10 แผ่นจะถูกนำมาทำเป็นแซนด์วิช โดยแต่ละแซนด์วิชต้องใช้ขนมปัง 2 แผ่น รวมแล้วสามารถทำแซนด์วิชได้ 5 ชิ้น ( ⁠ ⁠ ) ทีนี้ลองจินตนาการว่าไม่จำเป็นต้องใช้ขนมปังเลยสักแผ่นต่อแซนด์วิช (อาจจะเป็นผักกาดห่อ ) สามารถทำแซนด์วิชได้มากเท่าใดก็ได้จากขนมปัง 10 แผ่น เนื่องจากขนมปังไม่มีความสำคัญ[ 2 ]

แนวคิดการหารแบบหารนั้นเหมาะสำหรับการคำนวณโดยการลบ ซ้ำๆ กล่าวคือ การหารเกี่ยวข้องกับการนับจำนวนครั้งที่สามารถลบตัวหารได้ก่อนที่ตัวตั้งหารจะหมดลง เนื่องจากการลบศูนย์จำนวนจำกัดจะไม่สามารถทำให้ตัวตั้งหารที่ไม่ใช่ศูนย์หมดลงได้ การคำนวณการหารด้วยศูนย์ในลักษณะนี้จึงไม่มีวันสิ้นสุด [ 3 ] อัลกอริทึมการหารด้วยศูนย์ที่ไม่มีที่สิ้นสุดเช่นนี้แสดงให้เห็นใน เครื่อง คิดเลขเชิงกล บางเครื่อง [ 4 ]

ในการหารแบบแบ่งส่วน ตัวตั้งหารจะถูกจินตนาการว่าถูกแบ่งออกเป็นส่วนและผลหารคือขนาดของแต่ละส่วนที่ได้ ตัวอย่างเช่น ลองจินตนาการว่าคุกกี้สิบชิ้นจะถูกแบ่งให้เพื่อนสองคน เพื่อนแต่ละคนจะได้รับคุกกี้ห้าชิ้น ( ) ทีนี้ลองจินตนาการว่าคุกกี้สิบชิ้นจะถูกแบ่งให้เพื่อนศูนย์คนแทน เพื่อนแต่ละคนจะได้รับคุกกี้กี่ชิ้น? เนื่องจากไม่มีเพื่อน นี่จึงเป็นเรื่องที่ไม่สมเหตุสมผล[ 5 ]

ความชันของเส้นตรงในระนาบคืออัตราส่วนของผลต่างพิกัดแนวตั้งต่อผลต่างพิกัดแนวนอน สำหรับเส้นตรงแนวตั้ง ความชันคือ1 : 0ซึ่งเป็นการหารด้วยศูนย์ชนิดหนึ่ง

ในการตีความอีก แบบหนึ่ง ผลหารแสดงถึงอัตราส่วน[ 6 ] ตัวอย่างเช่น สูตรเค้กอาจต้องการแป้ง 10 ถ้วยและน้ำตาล 2 ถ้วย ซึ่งเป็นอัตราส่วนหรือตามสัดส่วนหากต้องการปรับขนาดสูตรนี้สำหรับเค้กในปริมาณที่มากขึ้นหรือน้อยลง อัตราส่วนของแป้งต่อน้ำตาลตามสัดส่วนอาจคงไว้ได้ เช่น แป้ง 1 ถ้วยและน้ำตาล 1/5 ถ้วย หรือแป้ง 50 ถ้วยและน้ำตาล 10 ถ้วย[ 7 ]ลองนึกภาพสูตรเค้กไร้น้ำตาลที่ต้องการแป้ง 10 ถ้วยและน้ำตาล 0 ถ้วย อัตราส่วนหรือตามสัดส่วนนั้นสมเหตุสมผลอย่างยิ่ง[ 8 ]นั่นหมายความว่าเค้กไม่มีน้ำตาล อย่างไรก็ตาม คำถามที่ว่า "แป้งกี่ส่วนต่อน้ำตาลแต่ละส่วนเท่าไหร่" ยังคงไม่มีคำตอบเชิงตัวเลขที่มีความหมาย

ลักษณะทางเรขาคณิตของการตีความการหารเป็นอัตราส่วนคือความชันของเส้นตรงใน ระนาบ คาร์ทีเซียน[ 9 ]ความชันถูกกำหนดให้เป็น "การเพิ่มขึ้น" (การเปลี่ยนแปลงในพิกัดแนวตั้ง) หารด้วย "การวิ่ง" (การเปลี่ยนแปลงในพิกัดแนวนอน) ตามเส้น เมื่อเขียนโดยใช้สัญกรณ์อัตราส่วนสมมาตร เส้นแนวนอนมีความชัน⁠ ⁠และเส้นแนวตั้งมีความชัน⁠ ⁠อย่างไรก็ตาม หากความชันถูกกำหนดให้เป็นจำนวนจริง เพียงจำนวนเดียว เส้นแนวนอนจะมีความชัน⁠ ⁠ในขณะที่เส้นแนวตั้งมีความชันที่ไม่กำหนด เนื่องจากในเลขคณิตจำนวนจริง ผลหาร⁠ ⁠ไม่ถูกกำหนด[ 10 ] ความชัน ⁠ ⁠ที่เป็นค่าจริงของเส้นที่ผ่านจุดกำเนิดคือพิกัดแนวตั้งของจุดตัดระหว่างเส้นกับเส้นแนวตั้งที่พิกัดแนวนอน⁠ ⁠ซึ่งแสดงด้วยเส้นประสีดำในรูป เส้นสีแดงแนวตั้งและเส้นสีดำประขนานกันดังนั้นจึงไม่มีจุดตัดกันในระนาบ บางครั้งกล่าวกันว่าเส้นเหล่านี้ตัดกันที่จุดอนันต์และอัตราส่วน⁠ ⁠จะถูกแทนด้วยตัวเลขใหม่⁠ ⁠ ; [ 11 ]ดู§ เส้นจริงที่ขยายแบบโปรเจคทีฟด้านล่าง บางครั้งกล่าวกันว่าเส้นแนวตั้งมีความชัน "สูงชันอนันต์"

ส่วนกลับของการคูณ

การหารเป็นการผกผันของการคูณหมายความว่าการคูณแล้วหารด้วยปริมาณที่ไม่เป็นศูนย์เดียวกัน หรือในทางกลับกัน จะทำให้ปริมาณเดิมไม่เปลี่ยนแปลง ตัวอย่างเช่น⁠ ⁠ [ 12 ] ดังนั้นปัญหาการหาร เช่น "6 หารด้วย 3 เท่ากับเท่าไร?" สามารถแก้ได้โดยการเขียนใหม่เป็นสมการที่เทียบเท่ากับการคูณ "จำนวนใดคูณ 3 เท่ากับ 6?" แล้วหาค่าที่ทำให้ข้อความนั้นเป็นจริง ในเชิงสัญลักษณ์ อาจเขียนได้เป็น⁠ ⁠และเทียบเท่ากับ⁠ ⁠โดยที่⁠ ⁠แทนปริมาณที่ไม่ทราบค่าเดียวกันในแต่ละสมการ ในกรณีนี้ ปริมาณที่ไม่ทราบค่าคือ ⁠ ⁠เพราะ⁠ ⁠ดังนั้น⁠ ⁠ [ 13 ]

ปัญหาที่คล้ายกันซึ่งเกี่ยวข้องกับการหารด้วยศูนย์⁠ ⁠ต้องใช้การกำหนดปริมาณที่ไม่ทราบค่าที่สอดคล้อง กับ ⁠ ⁠อย่างไรก็ตาม จำนวนใดๆ ที่คูณด้วยศูนย์จะได้ศูนย์แทนที่จะเป็นหก ดังนั้นจึงไม่มีจำนวนใดที่สามารถแทนที่⁠ ⁠เพื่อให้ได้ข้อความที่เป็นจริง[ 14 ]

เมื่อเปลี่ยนโจทย์เป็น⁠ ⁠ประโยคการคูณที่เทียบเท่าคือ⁠ ⁠ ; ในกรณีนี้ สามารถแทนค่า ใดๆลงในปริมาณที่ไม่ทราบค่าเพื่อให้ได้ประโยคที่เป็นจริง ดังนั้นจึงไม่มีตัวเลขใดตัวหนึ่งที่สามารถกำหนดให้เป็นผลหารได้ ⁠ ⁠

เนื่องจากความยากลำบากเหล่านี้ ผลหารที่ตัวหารเป็นศูนย์จึงถือว่าไม่มีนิยามและไม่อนุญาตให้มีการหารด้วยศูนย์[ 15 ] [ 16 ]

ความเข้าใจผิด

เหตุผลสำคัญประการหนึ่งที่ไม่ควรอนุญาตให้มีการหารด้วยศูนย์ก็คือ การอนุญาตให้ทำเช่นนั้นจะนำไปสู่ความผิดพลาดทางตรรกะ

เมื่อทำงานกับตัวเลข การระบุการหารที่ไม่ถูกต้องด้วยศูนย์นั้นทำได้ง่าย ตัวอย่างเช่น:

จาก⁠ ⁠และ⁠ ⁠จะได้⁠ ⁠การตัดทอน⁠ ⁠จากทั้งสองข้างจะได้⁠ ⁠ซึ่งเป็นข้อความเท็จ

ความเข้าใจผิดในที่นี้เกิดขึ้นจากสมมติฐานที่ว่า การตัดทอน⁠ ⁠เหมือนกับการตัดทอนตัวเลขอื่นๆ นั้นเป็นสิ่งที่ถูกต้อง ในขณะที่ความจริงแล้ว การกระทำเช่นนั้นก็คือการหารด้วย⁠ ⁠นั่นเอง

การใช้พีชคณิตทำให้สามารถปกปิดการหารด้วยศูนย์ได้[ 17 ]เพื่อให้ได้การพิสูจน์ที่ไม่ถูกต้องตัวอย่างเช่น: [ 18 ]

ให้⁠ ⁠คูณทั้งสองข้างด้วย⁠ ⁠เพื่อให้ได้⁠ ⁠ลบ⁠ ⁠ ออก จากทั้งสองข้างเพื่อให้ได้ด้านขวาสามารถแยกตัวประกอบได้ หารทั้งสองข้างด้วยจะได้ แทนค่าจะ ได้

นี่เป็นการคำนวณที่ผิดพลาดแบบเดียวกันกับเวอร์ชันตัวเลขก่อนหน้านี้ แต่การหารด้วยศูนย์นั้นถูกปกปิดไว้เพราะเราเขียน ⁠ ⁠เป็น⁠ ⁠

ความพยายามในช่วงแรก

Brāhmasphuṭasiddhānta ของBrahmagupta (ประมาณ ค.ศ. 598–668) เป็นตำราที่เก่าแก่ที่สุดที่ถือว่าศูนย์เป็นตัวเลขที่มีสถานะเป็นของตัวเอง และกำหนดการดำเนินการที่เกี่ยวข้องกับศูนย์[ 17 ]ตามที่ Brahmagupta กล่าว ไว้

จำนวนบวกหรือลบเมื่อหารด้วยศูนย์จะได้เศษส่วนที่มีศูนย์เป็นตัวส่วน ศูนย์หารด้วยจำนวนลบหรือบวกจะได้ผลลัพธ์เป็นศูนย์ หรือแสดงเป็นเศษส่วนที่มีศูนย์เป็นตัวเศษและจำนวนจำกัดเป็นตัวส่วน ศูนย์หารด้วยศูนย์ก็คือศูนย์

ในปี ค.ศ. 830 มหาวีระพยายามแก้ไขข้อผิดพลาดที่พรหมคุปตะทำไว้ในหนังสือGanita Sara Samgraha ของเขาแต่ไม่สำเร็จ โดยกล่าวว่า "จำนวนจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อหารด้วยศูนย์" [ 17 ]

LīlāvatīของBhāskara II (ศตวรรษที่ 12) เสนอว่าการหารด้วยศูนย์ส่งผลให้ได้ปริมาณอนันต์[ 19 ]

ปริมาณใดๆ ที่หารด้วยศูนย์ จะกลายเป็นเศษส่วนที่มีตัวส่วนเป็นศูนย์ เศษส่วนนี้เรียกว่าปริมาณอนันต์ ในปริมาณนี้ซึ่งประกอบด้วยสิ่งที่หารด้วยศูนย์ จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ แม้ว่าจะมีการเพิ่มหรือลดสิ่งต่างๆ มากมายก็ตาม เช่นเดียวกับที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ เกิดขึ้นในพระเจ้าผู้ทรงอนันต์และไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อโลกถูกสร้างขึ้นหรือถูกทำลาย แม้ว่าลำดับของสิ่งมีชีวิตจำนวนมากจะถูกดูดซับหรือเกิดขึ้นใหม่ก็ตาม

ในทางประวัติศาสตร์ การอ้างอิงที่เก่าแก่ที่สุดที่บันทึกไว้เกี่ยวกับความเป็นไปไม่ได้ทางคณิตศาสตร์ในการกำหนดค่าให้กับ⁠ ⁠ปรากฏอยู่ในคำวิจารณ์ของนักปรัชญาแองโกล-ไอริชจอร์จ เบิร์กลีย์ เกี่ยวกับ แคลคูลัสเชิงอนุพันธ์ในปี 1734 ในThe Analyst ("ผีของปริมาณที่จากไป") [ 20 ]

แคลคูลัส

แคลคูลัสศึกษาพฤติกรรมของฟังก์ชันโดยใช้แนวคิดของลิมิตซึ่งเป็นค่าที่ผลลัพธ์ของฟังก์ชันมีแนวโน้มเข้าใกล้เมื่ออินพุตมีแนวโน้มเข้าใกล้ค่าเฉพาะค่าหนึ่ง สัญลักษณ์⁠ ⁠หมายความว่าค่าของฟังก์ชัน⁠ ⁠สามารถทำให้เข้าใกล้⁠ ⁠ ได้มากเท่าใดก็ได้ โดยการเลือก⁠ ⁠ ที่อยู่ใกล้กับ ⁠ ⁠มาก พอ

ในกรณีที่ลิมิตของฟังก์ชันจริงเพิ่มขึ้นอย่างไม่มีขอบเขตเมื่อเข้าใกล้ฟังก์ชันนั้นจะไม่นิยามที่ ซึ่งเป็นภาวะเอกฐานทางคณิตศาสตร์ชนิดหนึ่งแต่ฟังก์ชันนั้นจะเรียกว่า " เข้าใกล้อนันต์ " โดยใช้สัญลักษณ์และกราฟของฟังก์ชันจะมีเส้นกำกับแนวตั้งเป็น เส้น กำกับแนวตั้งแม้ว่าฟังก์ชันดังกล่าวจะไม่ได้นิยามอย่างเป็นทางการสำหรับและสัญลักษณ์อนันต์ในกรณีนี้ไม่ได้แทนจำนวนจริง ใดๆ แต่ โดยทั่วไปแล้วลิมิตดังกล่าวจะเรียกว่า "เท่ากับอนันต์" หากค่าของฟังก์ชันลดลงอย่างไม่มีขอบเขต ฟังก์ชัน นั้นจะเรียกว่า "เข้าใกล้ลบอนันต์ " ในบางกรณี ฟังก์ชันมีแนวโน้มไปสู่ค่าที่แตกต่างกันสองค่าเมื่อมีแนวโน้มจากด้านบน ( ) และด้านล่าง ( ) ;ฟังก์ชันดังกล่าวมีขีดจำกัดด้านเดียวที่ แตกต่างกันสอง ค่า[ 21 ]

ตัวอย่างพื้นฐานของภาวะเอกฐานอนันต์คือฟังก์ชันผกผันซึ่งมี แนวโน้มเข้าสู่ ค่า อนันต์ บวกหรือลบเมื่อ มี แนวโน้มเข้าสู่:

โดยทั่วไปแล้ว ลิมิตของผลหารของฟังก์ชันจะเท่ากับผลหารของลิมิตของแต่ละฟังก์ชันแยกกัน

อย่างไรก็ตาม เมื่อสร้างฟังก์ชันโดยการหารฟังก์ชันสองฟังก์ชันที่มีลิมิตแยกกันเท่ากับ⁠ ⁠ ทั้งคู่ แล้ว ลิมิตของผลลัพธ์จะไม่สามารถหาได้จากลิมิตแยกกันเหล่านั้น ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่ามีรูปแบบไม่แน่นอนซึ่งเขียนอย่างไม่เป็นทางการว่า⁠ ⁠ (รูปแบบไม่แน่นอนอีกรูปแบบหนึ่งคือ⁠ ⁠เกิดจากการหารฟังก์ชันสองฟังก์ชันที่มีลิมิตเข้าสู่ค่าอนันต์ทั้งคู่) ลิมิตดังกล่าวอาจเท่ากับค่าจริงใดๆ อาจเข้าสู่ค่าอนันต์ หรืออาจไม่ลู่เข้าเลยก็ได้ ขึ้นอยู่กับฟังก์ชันนั้นๆ ตัวอย่างเช่น ใน ⁠ ⁠ ลิมิตแยกกันของตัวเศษและตัวส่วนคือดังนั้นเราจึงมีรูปแบบไม่แน่นอนคือ ⁠ แต่การทำให้ผลหารง่ายขึ้นก่อนจะแสดงให้เห็นว่าลิมิตมีอยู่จริง

ระบบตัวเลขทางเลือก

เส้นจริงที่ขยายออกไป

จำนวนจริงที่ขยายแบบแอฟฟินได้มาจาก การเพิ่ม จำนวน ใหม่สองจำนวนคือและซึ่งอ่าน ว่า "อนันต์ บวก " และ "อนันต์ลบ" ตามลำดับ และแทนจุดที่อนันต์ด้วยการเพิ่มทำให้แนวคิดของ "ลิมิตที่อนันต์" สามารถใช้งานได้เหมือนลิมิตจำกัด เมื่อพิจารณาทั้งจำนวนจริงที่ขยายแบบบวกและลบ มักจะไม่ได้กำหนดนิยามของอย่างไรก็ตามใน บริบทที่พิจารณาเฉพาะค่าที่ไม่เป็นลบ มักจะสะดวกที่ จะ กำหนดนิยามของ

เส้นจริงที่ขยายออกไปในเชิงการฉายภาพ

เซต⁠ ⁠คือเส้นจำนวนจริงที่ขยายเชิงโปรเจกทีฟซึ่งเป็นการ ทำให้ เส้นจำนวนจริงกระชับขึ้นที่จุดเดียว ในที่นี้ ⁠ ⁠หมายถึงอนันต์ที่ไม่มีเครื่องหมาย หรือจุดที่อนันต์ ซึ่งเป็นปริมาณอนันต์ที่ไม่เป็นบวกหรือลบ ปริมาณนี้สอดคล้องกับ⁠ ⁠ซึ่งจำเป็นในบริบทนี้ ในโครงสร้างนี้⁠ ⁠สามารถกำหนดได้สำหรับ⁠ ⁠ ที่ไม่เป็นศูนย์ และ⁠ ⁠เมื่อ⁠ ⁠ไม่ใช่⁠ ⁠นี่เป็นวิธีที่เป็นธรรมชาติในการมองช่วงของฟังก์ชันแทนเจนต์และฟังก์ชันโคแทนเจนต์ของตรีโกณมิติ : ⁠ ⁠เข้าใกล้จุดเดียวที่อนันต์เมื่อ⁠ ⁠เข้าใกล้⁠ ⁠หรือ⁠ ⁠จากทิศทางใดทิศทางหนึ่ง

นิยามนี้ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่น่าสนใจมากมาย อย่างไรก็ตาม โครงสร้างพีชคณิตที่ได้นั้นไม่ใช่ฟิลด์และไม่ควรคาดหวังว่าจะมีพฤติกรรมเหมือนฟิลด์ ตัวอย่างเช่น นั้นไม่มีนิยามในส่วนขยายของเส้นจำนวนจริงนี้

ทรงกลมรีมันน์

วิชาการวิเคราะห์เชิงซ้อนประยุกต์ใช้แนวคิดของแคลคูลัสกับจำนวนเชิงซ้อนสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในวิชานี้คือจำนวนเชิงซ้อนขยายซึ่งเป็นเซตของจำนวนเชิงซ้อนที่มีจำนวนเพิ่มเติมอีกหนึ่งจำนวนต่อท้าย โดยปกติจะใช้สัญลักษณ์อนันต์แทนและแสดงถึงจุดที่อนันต์ซึ่งกำหนดให้บรรจุอยู่ในทุกโดเมนภายนอกทำให้โดเมนเหล่านั้นเป็นย่านใกล้เคียงเชิงโทโพโลยี ของ จำนวนเชิงซ้อนขยายนี้

โดยสัญชาตญาณแล้ว อาจนึกภาพได้ว่าเป็นการห่อขอบอนันต์ของระนาบเชิงซ้อนและตรึงไว้ด้วยกันที่จุดเดียว ซึ่งเป็นการทำให้กระชับที่จุดเดียวทำให้จำนวนเชิงซ้อนแบบขยายมีความสมมูลทางโทโพ โลยีกับ ทรงกลมความสมมูลนี้สามารถขยายไปสู่ความสมมูลเชิงเมตริกได้โดยการแมปจำนวนเชิงซ้อนแต่ละจำนวนไปยังจุดบนทรงกลมผ่านการฉายภาพสเตอริโอกราฟิก ผกผัน โดย ใช้ ระยะทางทรงกลม ที่ได้ เป็นนิยามใหม่ของระยะทางระหว่างจำนวนเชิงซ้อน และโดยทั่วไปแล้ว เรขาคณิตของทรงกลมสามารถศึกษาได้โดยใช้เลขคณิตเชิงซ้อน และในทางกลับกัน เลขคณิตเชิงซ้อนสามารถตีความได้ในแง่ของเรขาคณิตทรงกลมด้วยเหตุนี้ เซตของจำนวนเชิงซ้อนแบบขยายจึงมักเรียกว่าทรง กลมรีมันน์เซตนี้มักจะแสดงด้วยสัญลักษณ์ของจำนวนเชิงซ้อนที่ตกแต่งด้วยเครื่องหมายดอกจัน ขีดเส้นเหนือ เครื่องหมายทิลเด หรือเครื่องหมายเซอร์คั มเฟล็ก ซ์เป็นต้น

ในจำนวนเชิงซ้อนแบบขยาย สำหรับจำนวนเชิงซ้อนที่ไม่เป็นศูนย์ใดๆการคำนวณเลขคณิตเชิงซ้อนแบบปกติจะถูกขยายด้วยกฎ เพิ่มเติมดังนี้, , , , , ,อย่างไรก็ตาม, , และยังคงไม่มีนิยาม

คณิตศาสตร์ขั้นสูง

การดำเนินการพื้นฐานสี่อย่าง ได้แก่ การบวก การลบ การคูณ และการหาร ซึ่งใช้กับจำนวนเต็ม (จำนวนเต็มบวก) โดยมีข้อจำกัดบางประการ ในเลขคณิตเบื้องต้น จะถูกใช้เป็นกรอบเพื่อรองรับการขยายขอบเขตของจำนวนที่ใช้ ตัวอย่างเช่น เพื่อให้สามารถลบจำนวนเต็มใดๆ ออกจากจำนวนเต็มอื่นได้ ขอบเขตของจำนวนจะต้องขยายไปยังเซตของจำนวนเต็ม ทั้งหมด เพื่อรวมจำนวนเต็มลบ ในทำนองเดียวกัน เพื่อรองรับการหารจำนวนเต็มใดๆ ด้วยจำนวนเต็มอื่น ขอบเขตของจำนวนจะต้องขยายไปยังจำนวนตรรกยะในระหว่างการขยายระบบจำนวนอย่างค่อยเป็นค่อยไปนี้ จะต้องระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่า "การดำเนินการที่ขยาย" เมื่อนำไปใช้กับจำนวนเดิม จะไม่ทำให้เกิดผลลัพธ์ที่แตกต่างกัน กล่าวโดยคร่าวๆ เนื่องจาก การหารด้วยศูนย์ไม่มีความหมาย (ไม่นิยาม)ในการตั้งค่าจำนวนเต็ม ดังนั้นสิ่งนี้ยังคงเป็นจริงเมื่อการตั้งค่าขยายไปยัง จำนวน จริงหรือแม้แต่จำนวนเชิงซ้อน[ 22 ]

เมื่อขอบเขตของจำนวนที่สามารถนำการดำเนินการเหล่านี้ไปใช้ได้ขยายออกไป ก็จะมีการเปลี่ยนแปลงในมุมมองต่อการดำเนินการเหล่านั้นด้วย ตัวอย่างเช่น ในขอบเขตของจำนวนเต็ม การลบจะไม่ถือเป็นการดำเนินการพื้นฐานอีกต่อไป เนื่องจากสามารถแทนที่ด้วยการบวกจำนวนที่มีเครื่องหมายได้[ 23 ]ในทำนองเดียวกัน เมื่อขอบเขตของจำนวนขยายออกไปเพื่อรวมจำนวนตรรกยะ การหารจะถูกแทนที่ด้วยการคูณด้วยจำนวนตรรกยะบางจำนวน สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงมุมมองนี้ คำถามที่ว่า "ทำไมเราถึงหารด้วยศูนย์ไม่ได้?" จึงกลายเป็น "ทำไมจำนวนตรรกยะถึงมีตัวส่วนเป็นศูนย์ไม่ได้?" การตอบคำถามที่แก้ไขแล้วนี้อย่างแม่นยำต้องอาศัยการตรวจสอบคำจำกัดความของจำนวนตรรกยะอย่างละเอียด

ในแนวทางสมัยใหม่ในการสร้างขอบเขตของจำนวนจริง จำนวนตรรกยะปรากฏขึ้นเป็นขั้นตอนกลางในการพัฒนาที่ตั้งอยู่บนพื้นฐานของทฤษฎีเซตขั้นแรก จำนวนธรรมชาติ (รวมถึงศูนย์) ถูกกำหนดขึ้นบนพื้นฐานของสัจพจน์ เช่นระบบสัจพจน์ของเปอาโนแล้วจึงขยายไปสู่วงแหวนของจำนวนเต็มขั้นตอนต่อไปคือการกำหนดจำนวนตรรกยะ โดยคำนึงถึงว่าต้องทำโดยใช้เฉพาะเซตและการดำเนินการที่ได้กำหนดไว้แล้วเท่านั้น ได้แก่ การบวก การคูณ และจำนวนเต็ม เริ่มต้นด้วยเซตของคู่ลำดับของจำนวนเต็มโดยที่กำหนดความสัมพันธ์ทวิภาคบนเซตนี้โดยก็ต่อเมื่อความสัมพันธ์นี้แสดงให้เห็นว่าเป็นความสัมพันธ์สมมูลและชั้นสมมูล ของ ความสัมพันธ์ นี้ ถูกกำหนดให้เป็นจำนวนตรรกยะ ในการพิสูจน์อย่างเป็นทางการว่าความสัมพันธ์นี้เป็นความสัมพันธ์สมมูล จำเป็นต้องมีข้อกำหนดว่าพิกัดที่สองต้องไม่เป็นศูนย์ (เพื่อตรวจสอบการถ่ายทอด ) [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]

แม้ว่าการหารด้วยศูนย์จะไม่สามารถนิยามได้อย่างสมเหตุสมผลด้วยจำนวนจริงและจำนวนเต็ม แต่ก็เป็นไปได้ที่จะนิยามการหารด้วยศูนย์หรือการดำเนินการที่คล้ายคลึงกันในโครงสร้างทางคณิตศาสตร์อื่นๆ ได้อย่างสอดคล้องกัน

การวิเคราะห์ที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน

ในจำนวนไฮเปอร์เรียลการหารด้วยศูนย์ยังคงเป็นไปไม่ได้ แต่การหารด้วยจำนวนอนันต์ขนาดเล็ก ที่ไม่เป็นศูนย์ นั้นเป็นไปได้[ 27 ]เช่นเดียวกันนี้ก็เป็นจริงในจำนวนเซอร์เรียล[ 28 ]

ทฤษฎีการกระจาย

ในทฤษฎีการแจกแจงเราสามารถขยายฟังก์ชัน⁠ ⁠ไปสู่การแจกแจงบนปริภูมิทั้งหมดของจำนวนจริงได้ (ในทางปฏิบัติโดยใช้ค่าหลักของโคชี ) อย่างไรก็ตาม การถามหา "ค่า" ของการแจกแจงนี้ที่⁠ ⁠ นั้นไม่สมเหตุสมผล คำตอบที่ซับซ้อนกว่านั้นหมายถึงขอบเขตเอกลักษณ์ของการแจกแจง

พีชคณิตเชิงเส้น

ใน พีชคณิต เมทริกซ์ บล็อกตัวเลขรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสหรือสี่เหลี่ยมผืนผ้าจะถูกจัดการราวกับว่าเป็นตัวเลขเอง: เมทริกซ์สามารถบวกและคูณกันได้และในบางกรณีก็มีการหารด้วย การหารด้วยเมทริกซ์หมายถึงการคูณด้วยเมทริกซ์ ผกผันของเมทริกซ์นั้น ไม่ใช่ทุกเมทริกซ์จะมีเมทริกซ์ผกผัน[ 29 ]ตัวอย่างเช่นเมทริกซ์ที่มีแต่ศูนย์จะไม่สามารถหา เมทริกซ์ผกผันได้

เราสามารถกำหนดการหารเทียมได้โดยการกำหนดให้⁠ ⁠ โดยที่⁠ ⁠แทนผกผันเทียมของ⁠ ⁠สามารถพิสูจน์ได้ว่าถ้า⁠ ⁠มีอยู่จริง แล้ว⁠ ⁠ถ้า⁠ ⁠แล้ว⁠ ⁠

พีชคณิตนามธรรม

ในพีชคณิตนามธรรมจำนวนเต็ม จำนวนตรรกยะ จำนวนจริง และจำนวนเชิงซ้อน สามารถถูกทำให้เป็นนามธรรมไปสู่โครงสร้างพีชคณิตทั่วไปมากขึ้น เช่นวงแหวนสลับที่ ซึ่งเป็นโครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่การบวก การลบ และการคูณมีพฤติกรรมเช่นเดียวกับในระบบจำนวนที่เราคุ้นเคย แต่การหารอาจไม่มีนิยาม การเพิ่มตัวผกผันการคูณให้กับวงแหวนสลับที่เรียกว่าการหาตำแหน่งอย่างไรก็ตาม การหาตำแหน่งเฉพาะที่ของวงแหวนสลับที่ทุกวงที่ศูนย์คือวงแหวนที่ไม่สำคัญซึ่ง⁠ ⁠ดังนั้นวงแหวนสลับที่ไม่สำคัญจึงไม่มีตัวผกผันที่ศูนย์ และด้วยเหตุนี้ การหารด้วยศูนย์จึงไม่มีนิยามสำหรับวงแหวนสลับที่ไม่สำคัญ

อย่างไรก็ตาม ระบบจำนวนใดๆ ที่สร้างวงแหวนสลับที่ได้สามารถขยายไปสู่โครงสร้างที่เรียกว่าวงล้อซึ่งการหารด้วยศูนย์เป็นไปได้เสมอ[ 30 ]อย่างไรก็ตาม โครงสร้างทางคณิตศาสตร์ที่ได้จะไม่ใช่วงแหวนสลับที่ได้อีกต่อไป เนื่องจากผลคูณจะไม่กระจายเหนือการบวกอีกต่อไป ยิ่งไปกว่านั้น ในวงล้อ การหารองค์ประกอบด้วยตัวมันเองจะไม่ส่งผลให้เกิดองค์ประกอบเอกลักษณ์ การคูณ อีก ต่อ ไปและหากระบบเดิมเป็นโดเมนจำนวนเต็มผลคูณในวงล้อจะไม่ส่งผลให้เกิดเซมิกรุปตัดทอนอีก ต่อไป

แนวคิดที่นำมาใช้กับเลขคณิตมาตรฐานนั้นคล้ายคลึงกับแนวคิดในโครงสร้างพีชคณิตทั่วไป เช่นริงและฟิลด์ในฟิลด์ สมาชิกที่ไม่เป็นศูนย์ทุกตัวสามารถผกผันได้ภายใต้การคูณ ดังที่กล่าวมาข้างต้น การหารจะก่อให้เกิดปัญหาเฉพาะเมื่อพยายามหารด้วยศูนย์เท่านั้น เช่นเดียวกันนี้ก็เป็นจริงในฟิลด์เฉียง (ซึ่งด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่าริงหาร ) อย่างไรก็ตาม ในริงอื่นๆ การหารด้วยสมาชิกที่ไม่เป็นศูนย์อาจก่อให้เกิดปัญหาได้เช่นกัน ตัวอย่างเช่น ริงของจำนวนเต็มมอดูล 6 ความหมายของนิพจน์⁠ ⁠ควรจะเป็นคำตอบ⁠ ⁠ของสมการ⁠ ⁠แต่ในริง⁠ ⁠ นั้น ⁠ ⁠เป็นตัวหารศูนย์สมการนี้มีคำตอบที่แตกต่างกันสองคำตอบ คือ⁠ ⁠และ⁠ ⁠ดังนั้นนิพจน์⁠ ⁠จึงไม่มีนิยาม

ในทฤษฎีฟิลด์ นิพจน์⁠ ⁠เป็นเพียงตัวย่อของนิพจน์อย่างเป็นทางการ⁠ ⁠โดยที่⁠ ⁠คือตัวผกผันการคูณของ⁠ ⁠เนื่องจากสัจพจน์ของฟิลด์รับประกันการมีอยู่ของตัวผกผันดังกล่าวเฉพาะสำหรับสมาชิกที่ไม่เป็นศูนย์เท่านั้น นิพจน์นี้จึงไม่มีความหมายเมื่อ⁠ ⁠เป็นศูนย์ ตำราสมัยใหม่ซึ่งนิยามฟิลด์ว่าเป็นริงชนิดพิเศษ ได้รวมสัจพจน์⁠ ⁠สำหรับฟิลด์ (หรือเทียบเท่า) ไว้ด้วย เพื่อ ไม่ให้ ริงศูนย์เป็นฟิลด์ ในริงศูนย์ การหารด้วยศูนย์เป็นไปได้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าสัจพจน์ของฟิลด์อื่นๆ เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะยกเว้นการหารด้วยศูนย์ในการนิยามฟิลด์

การคำนวณทางคอมพิวเตอร์

เลขคณิตจุดลอยตัว

ในการคำนวณ ตัวเลขส่วนใหญ่จะคำนวณด้วยเลขคณิตจุดลอยตัวซึ่งได้รับการกำหนดมาตรฐานโดย ข้อกำหนด IEEE 754 มาตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ในเลขคณิตจุดลอยตัวของ IEEE ตัวเลขจะถูกแทนด้วยเครื่องหมาย (บวกหรือลบ) ตัวเลข สำคัญที่มีความแม่นยำคงที่ และเลขชี้กำลังที่ เป็นจำนวนเต็ม ตัวเลขที่มีเลขชี้กำลังมากเกินไปจะเกิด "โอเวอร์โฟลว์" ไปยังค่าอนันต์ บวกหรือลบ (+∞ หรือ −∞) ในขณะที่ตัวเลขที่มีเลขชี้กำลังน้อยเกินไปจะเกิด " อันเดอร์โฟลว์ " ไปยังค่าศูนย์บวกหรือลบ (+0 หรือ −0) ค่า NaN (ไม่ใช่ตัวเลข) หมายถึงผลลัพธ์ที่ไม่สามารถกำหนดได้

ในเลขคณิต IEEE การหาร 0/0 หรือ ∞/∞ จะได้ผลลัพธ์เป็น NaN แต่การหารอื่นๆ จะให้ผลลัพธ์ที่กำหนดไว้เสมอ การหารจำนวนที่ไม่ใช่ศูนย์ใดๆ ด้วยศูนย์บวก (+0) จะได้ผลลัพธ์เป็นอนันต์ที่มีเครื่องหมายเดียวกับตัวตั้งหาร การหารจำนวนที่ไม่ใช่ศูนย์ใดๆ ด้วยศูนย์ลบ (−0) จะได้ผลลัพธ์เป็นอนันต์ที่มีเครื่องหมายตรงข้ามกับตัวตั้งหาร คำจำกัดความนี้จะรักษาเครื่องหมายของผลลัพธ์ไว้ในกรณีที่เลขคณิตเกิดการอันเดอร์โฟลว์[ 31 ]

ตัวอย่างเช่น เมื่อใช้เลขคณิต IEEE ความแม่นยำเดี่ยว ถ้า⁠ ⁠แล้ว⁠ ⁠จะเกิด underflow เป็น⁠ ⁠และการหาร⁠ ⁠ด้วยผลลัพธ์นี้จะได้⁠ ⁠ผลลัพธ์ที่แท้จริง⁠ ⁠มีขนาดใหญ่เกินกว่าที่จะแสดงเป็นตัวเลขความแม่นยำเดี่ยวได้ ดังนั้นจึงใช้ค่าอนันต์ที่มีเครื่องหมายเดียวกันแทนเพื่อบ่งชี้ว่าเกิด overflow

เลขคณิตจำนวนเต็ม

เครื่องคิดเลข TI-86 แสดงข้อความ: ERROR 02 DIV BY ZERO
เครื่องคิดเลขพกพา เช่นTI-86 เครื่องนี้ มักจะหยุดทำงานและแสดงข้อความแสดงข้อผิดพลาดหลังจากพยายามหารด้วยศูนย์

การหาร จำนวนเต็มด้วยศูนย์มักจะได้รับการจัดการแตกต่างจากการหารแบบจุดลอยตัว เนื่องจากไม่มีการแสดงผลลัพธ์ในรูปแบบจำนวนเต็มซีพียูมีพฤติกรรมที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นโปรเซสเซอร์x86 จะทำให้เกิด ข้อยกเว้นของฮาร์ดแวร์ในขณะที่โปรเซสเซอร์PowerPC จะสร้างผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้องสำหรับการหารโดยไม่แจ้งให้ทราบและดำเนินการต่อไป และโปรเซสเซอร์ ARMอาจทำให้เกิดข้อยกเว้นของฮาร์ดแวร์หรือส่งคืนค่าศูนย์ก็ได้[ 32 ] เนื่องจากความไม่สอดคล้องกันระหว่างแพลตฟอร์มนี้ภาษาโปรแกรมCและC++ จึงถือว่าผลลัพธ์ของการหารด้วยศูนย์เป็นพฤติกรรมที่ไม่กำหนด[ 33 ]ในภาษาโปรแกรมระดับสูง ทั่วไป เช่นPython [ 34 ] จะมี การ ยก ข้อยกเว้นขึ้นเมื่อพยายามหารด้วยศูนย์ ซึ่งสามารถจัดการได้ในส่วนอื่นของโปรแกรม

ในผู้ช่วยพิสูจน์อักษร

ตัวช่วยพิสูจน์หลายตัวเช่นRocqและLeanกำหนดให้ 1/0 = 0 เพื่อให้ฟังก์ชันทั้งหมด เป็นฟังก์ชัน สมบูรณ์คำจำกัดความดังกล่าวไม่ก่อให้เกิดข้อขัดแย้ง เนื่องจากการดำเนินการเพิ่มเติม (เช่นการตัดทอน ) ยังคงต้องการตัวหารที่ไม่เป็นศูนย์[ 35 ] [ 36 ]

อุบัติเหตุทางประวัติศาสตร์

  • เมื่อวันที่ 21 กันยายน พ.ศ. 2540 ข้อผิดพลาดการหารด้วยศูนย์ใน "ตัวจัดการฐานข้อมูลระยะไกล" บนเรือUSS Yorktown (CG-48)ทำให้เครื่องทั้งหมดในเครือข่ายหยุดทำงาน ส่งผลให้ระบบขับเคลื่อนของเรือล้มเหลว[ 37 ] [ 38 ]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^เฉิง 2023 , หน้า 75–83.
  2. ซัซกิส & ลิลเยดาห์ล 2009 , หน้า 1. 52–53.
  3. ซัซกิส & ลิลเยดาห์ล 2009 , หน้า 1. 55–56.
  4. ^ Kochenburger, Ralph J.; Turcio, Carolyn J. (1974), Computers in Modern Society , Santa Barbara: Hamilton, เครื่องคิดเลขตั้งโต๊ะยังสามารถทำการคำนวณอื่นๆ รวมถึงการหารได้ด้วย (แต่ห้ามหารด้วยศูนย์ เพราะเครื่องคิดเลขจะไม่หยุดทำการหารจนกว่าจะหยุดด้วยตนเอง)
    สำหรับตัวอย่างวิดีโอ โปรดดูที่: เกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณหารด้วยศูนย์บนเครื่องคิดเลขเชิงกล? , 7 มีนาคม 2021 , สืบค้น เมื่อ 6 มกราคม 2024 – ผ่านทาง YouTube
  5. ^ Zazkis & Liljedahl 2009หน้า 53–54 ยกตัวอย่างทายาทของกษัตริย์แบ่งมรดกเพชร 12 เม็ดเท่าๆ กัน และตั้งคำถามว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากทายาททั้งหมดเสียชีวิตก่อนที่พระราชประสงค์ของกษัตริย์จะได้รับการดำเนินการ
  6. ^ ในประเทศจีน ไต้หวัน และ ญี่ปุ่นตำราเรียนมักจะแยกความแตกต่างระหว่างอัตราส่วน และค่าของอัตราส่วนใน ทางตรงกันข้าม ตำราเรียนในสหรัฐอเมริกามักจะถือว่าทั้งสอง อย่างเป็นสัญลักษณ์เดียวกัน
    Lo, Jane-Jane; Watanabe, Tad; Cai, Jinfa (2004), "การพัฒนาแนวคิดเรื่องอัตราส่วน: มุมมองแบบเอเชีย", การสอนคณิตศาสตร์ในโรงเรียนมัธยมต้น , 9 (7): 362– 367, doi : 10.5951/MTMS.9.7.0362 , JSTOR  41181943
  7. ^ Cengiz, Nesrin; Rathouz, Margaret (2018), "การทำความเข้าใจอัตราส่วนที่เท่ากัน", การสอนคณิตศาสตร์ในโรงเรียนมัธยมต้น , 24 (3): 148– 155, doi : 10.5951/mathteacmiddscho.24.3.0148 , JSTOR 10.5951/mathteacmiddscho.24.3.0148 , S2CID 188092067  
  8. ^ Clark, Matthew R.; Berenson, Sarah B.; Cavey, Laurie O. (2003), "การเปรียบเทียบอัตราส่วนและเศษส่วนและบทบาทของพวกมันในฐานะเครื่องมือในการให้เหตุผลเชิงสัดส่วน", The Journal of Mathematical Behavior , 22 (3): 297– 317, doi : 10.1016/S0732-3123(03)00023-3
  9. ^ Cheng, Ivan (2010), "เศษส่วน: มุมมองใหม่เกี่ยวกับความชัน", การสอนคณิตศาสตร์ในโรงเรียนมัธยมต้น , 16 (1): 34– 41, doi : 10.5951/MTMS.16.1.0034 , JSTOR 41183440 
  10. ^ Cavey, Laurie O.; Mahavier, W. Ted (2010), "การมองเห็นศักยภาพในคำถามของนักเรียน", The Mathematics Teacher , 104 (2): 133– 137, doi : 10.5951/MT.104.2.0133 , JSTOR 20876802 
  11. ^ Wegman, Edward J.; Said, Yasmin H. (2010), "พิกัดเอกพันธุ์ธรรมชาติ", Wiley Interdisciplinary Reviews: Computational Statistics , 2 (6): 678– 685, doi : 10.1002/wics.122 , S2CID 121947341 
  12. ^ Robinson, KM; LeFevre, JA (2012), "ความสัมพันธ์ผกผันระหว่างการคูณและการหาร: แนวคิด ขั้นตอน และกรอบความคิดเชิงปัญญา", Educational Studies in Mathematics , 79 (3): 409– 428, doi : 10.1007/s10649-011-9330-5 , JSTOR 41413121 
  13. เฉิง 2023 , หน้า. 78; Zazkis และ Liljedahl 2009 , หน้า 13 55
  14. ซัซกิส & ลิลเจดาห์ล 2009 , หน้า 1. 55.
  15. ^เฉิง 2023 , หน้า 82–83.
  16. ^บันช์ 1982 , หน้า 14
  17. ^ a b c Kaplan, Robert (1999), The Nothing That Is: A Natural History of Zero , New York: Oxford University Press, pp.  68–75 , ISBN 978-0-19-514237-2
  18. ^ Bunch 1982 , หน้า 15
  19. ^ Roy, Rahul (ม.ค. 2546), "ทฤษฎีบทพีทาโกรัสของบาบิโลน ประวัติศาสตร์ยุคแรกของเลขศูนย์ และการโต้แย้งเกี่ยวกับการศึกษาประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์" , Resonance , 8 (1): 30– 40, doi : 10.1007/BF02834448
  20. ^ Cajori, Florian (1929), "ความไร้สาระเนื่องจากการหารด้วยศูนย์: บันทึกทางประวัติศาสตร์", The Mathematics Teacher , 22 (6): 366– 368, doi : 10.5951/MT.22.6.0366 , JSTOR 27951153 .
  21. ^ Herman, Edwin; Strang, Gilbert ; et al. (2023), "2.2 ลิมิตของฟังก์ชัน" , Calculus , vol. 1, Houston: OpenStax, p. 454, ISBN 978-1-947172-13-5, OCLC  1022848630
  22. ^ไคลน์ 1925หน้า 63
  23. ^ไคลน์ 1925หน้า 26
  24. ^ชูมาเคอร์ 1996หน้า 149
  25. ^แฮมิลตัน 1982หน้า 19
  26. ^เฮนกินและคณะ 2012 , หน้า 292
  27. ^ Keisler, H. Jerome (2023) [1986], แคลคูลัสเบื้องต้น: แนวทางเชิงอนันต์ , Prindle, Weber & Schmidt, หน้า  29–30
  28. ^ Conway, John H. (2000) [1976], On Numbers and Games (ฉบับที่ 2), CRC Press, หน้า 20, ISBN 9781568811277
  29. ^ Gbur, Greg (2011), วิธีการทางคณิตศาสตร์สำหรับฟิสิกส์เชิงแสงและวิศวกรรม , สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, หน้า  88–93 , รหัสบรรณานุกรม : 2011mmop.book.....G , ISBN 978-0-521-51610-5
  30. ^ Carlström, Jesper (2004), "Wheels: On Division by Zero" , Mathematical Structures in Computer Science , 14 (1): 143– 184, doi : 10.1017/S0960129503004110
  31. ^ Cody, WJ (มีนาคม 1981), "การวิเคราะห์ข้อเสนอสำหรับมาตรฐานจุดลอยตัว", Computer , 14 (3): 65, doi : 10.1109/CM.1981.220379 , S2CID 9923085 , ด้วยความระมัดระวังอย่างเหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องหมายพีชคณิตไม่ได้ถูกกำหนดโดยข้อผิดพลาดในการปัดเศษ โหมดเชิงเส้นจะรักษาความสัมพันธ์ของลำดับในขณะที่แก้ไขปัญหาการล้น ดังนั้น ตัวอย่างเช่น ส่วนกลับของจำนวนลบที่เกิดการอันเดอร์โฟลว์ก็ยังคงเป็นลบ 
  32. ^ "คำสั่งหาร" , คู่มืออ้างอิงสถาปัตยกรรม ARMv7-M (ฉบับ D), Arm Limited, 2010 , สืบค้นเมื่อ 2024-06-12
  33. ^ Wang, Xi; Chen, Haogang; Cheung, Alvin; Jia, Zhihao; Zeldovich, Nickolai; Kaashoek, M. Frans, "พฤติกรรมที่ไม่กำหนด: เกิดอะไรขึ้นกับโค้ดของฉัน?", APSYS '12: รายงานการประชุมเชิงปฏิบัติการระบบเอเชียแปซิฟิก , APSYS '12, โซล, 23–24 กรกฎาคม 2012, นิวยอร์ก: สมาคมเครื่องจักรคำนวณ, doi : 10.1145/2349896.2349905 , hdl : 1721.1/86949 , ISBN 978-1-4503-1669-9
  34. ^ "ข้อยกเว้นในตัว" , เอกสารอ้างอิงไลบรารี Python 3 , มูลนิธิซอฟต์แวร์ Python, § "ข้อยกเว้นที่เป็นรูปธรรม – exception " , สืบค้นเมื่อ 2024-01-22ZeroDivisionError
  35. ^ Tanter, Éric; Tabareau, Nicolas (2015), "การเขียนโปรแกรมที่ได้รับการรับรองแบบค่อยเป็นค่อยไปใน Coq", DLS 2015: Proceedings of the 11th Symposium on Dynamic Languages , Association for Computing Machinery, arXiv : 1506.04205 , doi : 10.1145/2816707.2816710 , ฟังก์ชันการหารมาตรฐานบนจำนวนธรรมชาติใน Coq, div, เป็นฟังก์ชันสมบูรณ์และบริสุทธิ์ แต่ไม่ถูกต้อง: เมื่อตัวหารเป็น 0 ผลลัพธ์จะเป็น 0
  36. ^ Buzzard, Kevin (5 กรกฎาคม 2020), "การหารด้วยศูนย์ในทฤษฎีประเภท: คำถามที่พบบ่อย" , Xena Project (บล็อก) , สืบค้นเมื่อ 21 มกราคม 2024
  37. ^ Stutz, Michael (24 กรกฎาคม 1998), "จมเพราะ Windows NT" , Wired News , เก็บถาวรจากต้นฉบับเมื่อ 29 เมษายน 1999
  38. ^ William Kahan (14 ตุลาคม 2011), แนวทางแก้ไขที่จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับปัญหาการไม่สามารถแก้ไขข้อผิดพลาดในการคำนวณเลขทศลอยขนาดใหญ่ในวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม (PDF)

แหล่งที่มา

  • บันช์, ไบรอัน (1982), ข้อผิดพลาดและความขัดแย้งทางคณิตศาสตร์ , นิวยอร์ก: แวน นอสแตรนด์ ไรน์โฮลด์, ISBN 0-442-24905-5(พิมพ์ซ้ำโดยสำนักพิมพ์ Dover ปี 1997)
  • เฉิง, ยูจีนียา (2023), คณิตศาสตร์มีอยู่จริงหรือไม่? คำถามง่ายๆ นำเราไปสู่ความจริงอันลึกซึ้งที่สุดของคณิตศาสตร์ได้อย่างไร , สำนักพิมพ์เบสิกบุ๊คส์, ISBN 978-1-541-60182-6
  • ไคลน์, เฟลิกซ์ (1925), คณิตศาสตร์เบื้องต้นจากมุมมองขั้นสูง / เลขคณิต พีชคณิต การวิเคราะห์แปลโดย เฮดริก, อีอาร์; โนเบิล, ซีเอ (ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 3), โดเวอร์
  • Hamilton, AG (1982), Numbers, Sets, and Axioms , Cambridge University Press, ISBN 978-0521287616
  • เฮนกิน, ลีออน; สมิธ, นอร์แมน; วาริโน, เวอร์น เจ.; วอลช์, ไมเคิล เจ. (2012), การย้อนรอยคณิตศาสตร์เบื้องต้น , Literary Licensing LLC, ISBN 978-1258291488
  • Schumacher, Carol (1996), บทที่ศูนย์: แนวคิดพื้นฐานของคณิตศาสตร์นามธรรม , Addison-Wesley, ISBN 978-0-201-82653-1
  • Zazkis, Rina; Liljedahl, Peter (2009), "เรื่องราวที่อธิบาย", การสอนคณิตศาสตร์ด้วยการเล่าเรื่อง , สำนักพิมพ์ Sense, หน้า  51–65 , doi : 10.1163/9789087907358_008 , ISBN 978-90-8790-734-1

อ่านเพิ่มเติม

  • นอร์ธรอป, ยูจีน พี. (1944), ปริศนาในคณิตศาสตร์: หนังสือแห่งความขัดแย้ง , นิวยอร์ก: ดี. แวน นอสแตรนด์, บทที่ 5 "ห้ามหารด้วยศูนย์", หน้า 77–96
  • ไซเฟ, ชาร์ลส์ (2000), Zero: The Biography of a Dangerous Idea , นิวยอร์ก: เพนกวิน, ISBN 0-14-029647-6
  • Suppes, Patrick (1957), Introduction to Logic , Princeton: D. Van Nostrand, §8.5 "ปัญหาการหารด้วยศูนย์" และ §8.7 "ห้าแนวทางในการแก้ปัญหาการหารด้วยศูนย์"(พิมพ์ซ้ำโดยสำนักพิมพ์ Dover, 1999)
  • Tarski, Alfred (1941), Introduction to Logic and to the Methodology of Deductive Sciences , Oxford University Press, §53 "Definitions whose deminiendum contains the identity sign"
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Division_by_zero&oldid=1356921071 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การหารด้วยศูนย์

ใน ทางคณิตศาสตร์ การ หารด้วยศูนย์ คือ การหาร ที่ตัวหาร (ตัวส่วน) เป็น ศูนย์ ซึ่งเป็นกรณีพิเศษที่มีปัญหา หากใช้ สัญลักษณ์ เศษส่วน ตัวอย่างทั่วไปสามารถเขียนได้เป็น ⁠ ⁠ เอ 0...

ความหมายของการแบ่ง

การ แบ่งส่วนนี้ สามารถ ตีความ เอ็น / ดี = คิว {\displaystyle N/D=Q} ในเชิงแนวคิดได้หลายวิธี [ 1 ]

ส่วนกลับของการคูณ

การหารเป็นการผกผันของ การคูณ หมายความว่าการคูณแล้วหารด้วยปริมาณที่ไม่เป็นศูนย์เดียวกัน หรือในทางกลับกัน จะทำให้ปริมาณเดิมไม่เปลี่ยนแปลง ตัวอย่างเช่น⁠ ⁠ [ ( 5 × 3 ) / 3 = ( 5 / 3 ) × 3 = 5 {\displaystyle (5\times 3)/3=(5/3)\times 3=5} 12 ] ดังนั้น ปัญหาการหาร...

ความเข้าใจผิด

เหตุผลสำคัญประการหนึ่งที่ไม่ควรอนุญาตให้มีการหารด้วยศูนย์ก็คือ การอนุญาตให้ทำเช่นนั้นจะนำไปสู่ ความผิดพลาด ทางตรรกะ