Положительные действительные числа - Википедия - Positive real numbers

В математика, набор положительные действительные числа, ${ Displaystyle mathbb {R} _ {> 0} = left {x in mathbb {R} mid x> 0 right }}$, является подмножеством тех действительные числа которые больше нуля. В неотрицательные действительные числа, ${ displaystyle mathbb {R} _ { geq 0} = left {x in mathbb {R} mid x geq 0 right }}$, также включают ноль. Хотя символы ${ Displaystyle mathbb {R} _ {+}}$ и ${ Displaystyle mathbb {R} ^ {+}}$ неоднозначно используются для любого из них, обозначение ${ Displaystyle mathbb {R} _ {+}}$ или же ${ Displaystyle mathbb {R} ^ {+}}$ за ${ displaystyle left {x in mathbb {R} mid x geq 0 right }}$ и ${ Displaystyle mathbb {R} _ {+} ^ {*}}$ или же ${ Displaystyle mathbb {R} _ {*} ^ {+}}$ за ${ displaystyle left {x in mathbb {R} mid x> 0 right }}$ также широко используется, соответствует практике в алгебре обозначения исключения нулевого элемента звездочкой и должно быть понятно большинству практикующих математиков.^[1][2]

В комплексная плоскость, ${ displaystyle mathbb {R} _ {> 0}}$ отождествляется с положительная действительная ось, и обычно рисуется как горизонтальный луч. Этот луч используется как ссылка в полярная форма комплексного числа. Действительная положительная ось соответствует сложные числа ${ Displaystyle г = | г | mathrm {е} ^ { mathrm {я} varphi}}$, с аргумент ${ displaystyle varphi = 0}$.

Характеристики

Набор ${ displaystyle mathbb {R} _ {> 0}}$ является закрыто при сложении, умножении и делении. Он наследует топология от реальная линия и, таким образом, имеет структуру мультипликативного топологическая группа или добавки топологическая полугруппа.

Для данного положительного действительного числа ${ displaystyle x}$, то последовательность ${ Displaystyle {х ^ {п} }}$ его интегральных сил имеет три разные судьбы: когда ${ Displaystyle х в (0,1)}$, то предел равно нулю; когда ${ displaystyle x = 1}$, последовательность постоянна; и когда ${ displaystyle x> 1}$, последовательность неограниченный.

${ Displaystyle mathbb {R} _ {> 0} = (0,1) чашка {1 } чашка (1, infty)}$ и мультипликативный обратный функция меняет интервалы. Функции этаж, ${ displaystyle operatorname {floor}: [1, infty) to mathbb {N}, , x mapsto lfloor x rfloor}$, и избыток, ${ Displaystyle OperatorName {избыток}: [1, infty) to (0,1), , x mapsto x- lfloor x rfloor}$, использовались для описания элемента ${ Displaystyle х in mathbb {R} _ {> 0}}$ как непрерывная дробь ${ displaystyle [n_ {0}; n_ {1}, n_ {2}, ldots]}$, которая представляет собой последовательность целых чисел, полученную из функции минимума после того, как избыток был возвращен. Для рационального ${ displaystyle x}$, последовательность заканчивается точным дробным выражением ${ displaystyle x}$, и для квадратичный иррациональный ${ displaystyle x}$, последовательность становится периодическая цепная дробь.

Упорядоченный набор (${ displaystyle mathbb {R} _ {> 0}}$,>) образует общий заказ но это нет а упорядоченный набор. В вдвойне бесконечный геометрическая прогрессия 10^п, куда п является целое число, полностью лежит в (${ displaystyle mathbb {R} _ {> 0}}$,>) и служит для его разделения для доступа. ${ displaystyle mathbb {R} _ {> 0}}$ образует шкала отношений, самый высокий уровень измерения. Элементы могут быть записаны на научная нотация в качестве а × 10^п, где 1 ≤ а <10 и б является целым числом в дважды бесконечной прогрессии и называется десятилетие. При изучении физических величин порядок десятилетий обеспечивает положительные и отрицательные порядковые величины, относящиеся к порядковой шкале, неявной в шкале отношений.

При изучении классические группы, для каждого ${ Displaystyle п в mathbb {N}}$, то детерминант дает карту из ${ Displaystyle п раз п}$ матрицы над действительными числами: ${ displaystyle mathrm {M} (n, mathbf {R}) to mathbf {R}.}$ Ограничение обратимыми матрицами дает отображение из общая линейная группа к ненулевым действительным числам: ${ Displaystyle mathrm {GL} (п, mathbf {R}) to mathbf {R} ^ { times}}$. Ограничение матрицами с положительным определителем дает отображение ${ Displaystyle mathrm {GL} ^ {+} (п, mathbf {R}) to mathbf {R} _ {> 0}}$; интерпретируя изображение как факторгруппа посредством нормальная подгруппа, отношение SL (п, ℝ) ◁ GL⁺(п, ℝ) выражает положительные реалы как Группа Ли.

Логарифмическая мера

Если ${ Displaystyle [а, б] substeq mathbb {R} _ {> 0}}$ является интервал, тогда ${ displaystyle mu ([a, b]) = log (b / a) = log b- log a}$ определяет мера на определенных подмножествах ${ displaystyle mathbb {R} _ {> 0}}$, соответствующий откат из обычных Мера Лебега на действительные числа под логарифмом: это длина на логарифмическая шкала. Фактически, это инвариантная мера относительно умножения ${ displaystyle [a, b] to [az, bz]}$ по ${ Displaystyle г в mathbb {R} _ {> 0}}$, так же как мера Лебега инвариантна относительно сложения. В контексте топологических групп эта мера является примером Мера Хаара.

Полезность этой меры показана в ее использовании для описания звездные величины и уровень шума в децибелы среди других приложений логарифмическая шкала. Для целей международных стандартов ISO 80000-3, безразмерные величины называются уровни.

Приложения

Неотрицательные числа служат в качестве классифицировать за метрики, нормы, и меры по математике.

Включая 0, набор ${ Displaystyle mathbb {R} _ { geq 0}}$ имеет полукольцо структура (0 - аддитивная идентичность ), известный как полукольцо вероятностей; логарифмирования (с выбором основания, дающего логарифмическая единица ) дает изоморфизм с бревенчатое полукольцо (где 0 соответствует −∞), а его единицы (конечные числа, исключая −∞) соответствуют положительным действительным числам.

Квадрат

Позволять ${ Displaystyle Q = mathbb {R} _ {> 0} times mathbb {R} _ {> 0},}$ первый квадрант декартовой плоскости. Сам квадрант разделен на четыре части линией ${ Displaystyle L = {(х, у): х = у }}$ и стандартная гипербола ${ Displaystyle H = {(x, y): xy = 1 }.}$

В L ∪ ЧАС образует трезубец, пока L ∩ ЧАС = (1,1) - центральная точка. Это элемент идентичности двух однопараметрические группы которые там пересекаются:

${ displaystyle { {(е ^ {a}, e ^ {a}): а in R }, times }}$ на L и ${ displaystyle { {(е ^ {a}, e ^ {- a}): а in R }, times }}$ на ЧАС.

С ${ displaystyle mathbb {R} _ {> 0}}$ это группа, Q это прямое произведение групп. Однопараметрические подгруппы L и ЧАС в Q профилировать активность в продукте и L × ЧАС это разрешение типов групповых действий.

Сферы бизнеса и науки изобилуют соотношениями, и любое изменение соотношений привлекает внимание. В исследовании говорится о гиперболические координаты в Q. Движение против L ось указывает на изменение среднее геометрическое √ (xy), а изменение по ЧАС указывает на новый гиперболический угол.

Смотрите также

Рекомендации

Библиография

• Кист, Иосиф; Леетсма, Сэнфорд (1970). «Аддитивные полугруппы положительных действительных чисел». Mathematische Annalen. 188 (3): 214–218. Дои:10.1007 / BF01350237.