大学生でも数学課の学生でないと理解してもらえないかも・・・?
注 意
整数のブロックを見てから,ここを読んで下さい。
整数の指数の定理を証明をするのに、自然数の指数の定理を使います。
<定義−1>a(m,n)=am/an 但し、a≠0,(m,n)∈Z
(a≠0 の但し書きがあるから、00 は未定義で、0□=1 です)
これはよそ様のHPです。このリンク先の方に賛成している訳ではありません。
皆さんのご参考のためです。
「この定義は・・・にある。そこからのパクリだろう」と思われる方は、どうぞそ
う思われて、そのような評価をなさって下さい。そして、その情報を是非お知らせ
下さるようお願い致します。これはどこかの数学の書籍に必ずあります。
<定理−1>
1) a0=1
2) a1=a
3) a−k=1÷ak
<証明>1)を示す。
a0=a(k,k)=ak/ak=1
この証明で a0=1 が本当に分かった気がしました。
高校生向け整数の指数は a0=1 を証明するために ai=1×a×a×・・・・×a
を用意をしている感じ。「感じ」でなく,本当にそうなのです。実はこの定義を考え
たのは私で、作った当人が素直にそれを認めます。ここでは「インチキ、詭弁、こん
な非難に黙って耐えねばなるまい」と観念していました。これは本格的な整数を使う
前に考えた、要するに一時凌ぎの定義でした。こんな詰まらんものを私はパクリはし
ません。ここにある定義なら、これはパクルに値します。パクリ先をお探しになられ
たら、きっとみつかるでしょう。落ちこぼれの大学教授の書いた本には多分ないでし
ょうが、これまでの数学にこの定義がなかったと皆さんは考えられますか? 私には
とても考えられません。
2)を示す。
a1=a(k+1,k)=ak+1/ak=a
3)を示す。
n−m=k とすると,
a−k=a(m,n)=am/an=1/an−m=1÷ak
この証明で a−k=1÷ak も本当に分かった気がしました。
<定理−2>
1) ai×aj=ai+j
2) ai÷aj=ai−j
<証明>i=(k,l),j=(m,n) とおく。
1)を示す。
ai×aj=a(k,l)×a(m,n)
=ak/al×am/an
=(ak×am)/(al×an)
=ak+m/al+n ∵ k,l,m,n は自然数
=a(k+m,l+n)
=a(k,l)+(m,n)
=ai+j
2)を示す。
ai÷aj=a(k,l)÷a(m,n)
=ak/al÷am/an
=(ak×an)/(al×am)
=ak+n/al+m ∵ k,l,m,n は自然数
=a(k+n,l+m)
=a(k,l)−(m,n) この変形は整数のページを見てください。
=ai−j
<定理−3>
1) ai×bi=(a×b)i
2) ai÷bi=(a÷b)i
<証明>i=(m,n) とおく。
1)を示す。
ai×bi=a(m,n)×b(m,n)
=(am/an)×(bm/bn)
=ambm/anbn
=(ab)m/(ab)n ∵ m,n は自然数
=(ab)(m,n)
=(a×b)i
2)を示す。
ai÷bi=a(m,n)÷b(m,n)
=(am/an)÷(bm/bn)
=(am÷bm)/(an÷bn)
=(a÷b)m/(a÷b)n ∵ m,n は自然数
=(a÷b)(m,n)
=(a÷b)i
<定理−4>(ai)j=aij
<証明>i=(k,l),j=(m,n) とおく。
(ai)j={a(k,l)}(m,n)
=(ak/al)(m,n)
=(ak/al)m÷(ak/al)n
=(akm/alm)÷(akn/aln) ∵ k,l,m,n は自然数
=akm+ln/alm+kn
=a(km+ln,lm+kn)
=a(km+ln,kn+lm)
=a(k,l)×(m,n) この変形は整数のページを見てください。
=aij
定理−5 0<i のとき,
1) 0<a<1 ⇒ 0<ai<1
2) a=1 ⇒ ai=1
3) 1<a ⇒ 1<ai
4) 0<a<1 ⇒ 1<a−i
5) a=1 ⇒ a−i=1
6) 1<a ⇒ 0<a−i<1
[証] i=(m,n) とおくと,0<i より,n<m
1)を示す。
条件から,0<a<1
0<am<1, 0<an<1, am<an
上の式より,0<am/an<1
0<a(m,n)<1
0<ai<1
2)を示す。
条件から,a=1
am=1,an=1
上の式より,am/an=1
a(m,n)=1
ai=1
3)を示す。
条件から,1<a
1<am,1<an, an<am
上の式より,1<am/an
1<a(m,n)
1<ai
4)を示す。
条件から,0<a<1
0<am<1, 0<an<1, am<an
上の式より,1<an/am
1<a(n,m)
1<a−i
5)を示す。
条件から,a=1
am=1,an=1
上の式より,an/am=1
a(n,m)=1
a−i=1
6)を示す。
条件から,1<a
1<am,1<an, an<am
上の式より,0<an/am<1
0<a(n,m)<1
0<a−i<1
ページを拝見しましたが「大学生向けの」というのは、
ごく普通の指数の定義に見えます。
「ごく普通の指数の定義に見えます」この感じは実に的を得ています。自然数を使っ
ているときに「証明は出来ないが、どうやらこうらしいなぁ・・・」 と予想していた
ことが、そのままそっくり証明になっています。 これは「指数が自然数から整数へと
前進させるとき考えられたものを裏付けるには、 何と大学生用の本格的な整数を使わ
ねば出来なかった」ということを意味しています。 これでもって「痒いところによう
やく手が届いたなぁ・・・」と受け取ってもらえれば幸いです。
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