实数公理
定义实数的一种途径。按照它,所谓实数系就是定义了两种二元运算(加法与乘法)和一种次序关系(>)的集合,并且这些运算和次序满足规定的公理。由这些公理可以推出实数的一切性质。
基本信息
- 中文名
实数公理
- 类别
数学定理
- 提出者
希尔伯特
- 时间
1899年
- 用途
定义实数的一种途径
概述
实数公理是在集合论发展的基础上,由希尔伯特于1899年首次提出的。后来他所提的公理系统在相容性与独立性方面得到了进一步改进,逐步演变为公理系统。1实数公理来源于实数理论的研究,实数理论包括对实数的结构,运算法则和拓扑性质等方面问题的研究。
实数集有多重结构,例如:
代数结构:从代数上看实数集是一个域。
序结构:实数集是一个有序集。
拓扑结构:实数集是一个拓扑空间,并且有诸如完备性,可分性,和列紧性等一些非常好的性质。
实数理论包含了深刻而丰富的信息,实数理论是极限论的基础,也是近代分析数学的最重要基础之一。
实数系的公理系统
设R是一个集合,若它满足下列三组公理,则称为实数系,它的元素称为实数:
(I) 域公理
对任意a,b∈R,有R中唯一的元素a+b与唯一的元素a·b分别与之对应,依次称为a,b的和与积,满足:
1.(交换律) 对任意a,b∈R,有
a+b=b+a,a·b=b·a。
2.(结合律) 对任意a,b,c∈R,有
a+(b+c)=(a+b)+c,a·(b·c)=(a·b)·c。
3.(分配律) 对任意a,b,c∈R,有
(a+b)·c=a·c+b·c。
4.(中性元) 对每个a∈R,存在R中唯一的元素,记为0,称为加法零元(或加法中性元);对每个a∈R,存在R中唯一的元素,记为1,称为乘法单位元(或乘法中性元),使
a+0=a,a·1=a。