为什么0也是自然数?
课程标准教材中“0也是自然数”的规定颠覆了人们对自然数的传统理解。
这里,中央教育学院教材编写组主编陈昌柱说:关于自然数的定义,世界上一直有不同的看法。以法国为代表的大多数国家认为自然数从0开始。我们的教科书总是沿用前苏联的观点,认为0不是自然数。2000年教育部主持教材改编会议时,明确提出将0列为自然数。此次修订也符合国际惯例。
从教学实践来看,将“0”定义为“自然数”也具有积极的现实意义。
2.1“0”作为自然数的“效益”
众所周知,数学中的集合分为两类:有限集合和无限集合。有限集合是包含有限个元素的集合,就像一个班里的一群学生。无限集合是具有无限数量元素的集合,例如一组分数。因为自然数具有“基数”的性质,所以用自然数来描述有限集合中的元素个数是很自然的。
但在有限集合中,有一个最重要最基本的集合,叫做空集合{},元素个数是0。如果0不是自然数,则空集合中的元素数不能用自然数表示。如果把“0”看作自然数,那么自然数就可以完成描述“有限集合元素个数”的任务。在这里,从“自然数基数”的角度,我们可以看到把“0”作为自然数的好处。
2.2以“0”为自然数不会影响自然数的“运算功能”
传统自然数集增加了“0”,所有的“运算规则”仍然保持。比如新自然数集中的任意两个自然数{0,1,2,…,n,…}可以相加相乘,运算结果仍然是自然数。同时不会影响加法和乘法的组合规律和交换规律,乘法的分布规律。
所以“0”加入自然数的集合是理所当然的,而不仅仅是人为的“规定性”。它让我们更好地理解自然数及其作用,同时也让我们认识到,我们不仅要认识和记住数学的“定义”和“规定”,还要思考“规定”背后的数学含义。
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