Structure of Real Number System

Structure of Real Number System pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Van Nost. Reinhold
作者:Leon Warren Cohen
出品人:
页数:120
译者:
出版时间:1964
价格:0
装帧:Hardcover
isbn号码:9780442016180
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
  • 数学-数理逻辑
  • 抽象代数7
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  • 实数
  • 数论
  • 数学分析
  • 集合论
  • 拓扑学
  • 实分析基础
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  • 数学理论
  • 公理化数学
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具体描述

《实数系统结构》:一本探索数学基础的权威著作 作者:[请在此处填写真实作者姓名或留空] 出版社:[请在此处填写真实出版社名称或留空] --- 本书概述: 《实数系统结构》并非仅仅是一本数学教科书,它是一部深入剖析我们日常所依赖的、支撑整个高等数学大厦的基石——实数系统的本质、构造与性质的严谨论著。本书旨在为读者,无论是数学专业学生、研究人员,还是对数学基础有深刻兴趣的探索者,提供一个无与伦比的、从最基本公理出发构建整个实数体系的完整蓝图。 本书的叙事风格沉稳、逻辑严密,力求在保持数学严谨性的同时,展现出数系构造过程中的优雅与必然性。我们摒弃了仅仅罗列公式和定理的传统模式,转而采用一种“从无到有”的哲学路径,带领读者亲身参与到自然数、整数、有理数,最终到达实数系统的构建过程。 核心内容深度解析: 第一部分:预备知识与公理基础 本部分首先建立起进行后续讨论所需的逻辑和集合论基础。我们没有将集合论视为理所当然的背景知识,而是详细阐述了朴素集合论(ZFC公理系统在本书范围内的应用)的必要性。 逻辑基础与证明方法: 详细探讨了命题逻辑、一阶逻辑的片段,重点介绍归纳法(数学归纳法及其强形式)作为核心工具的地位,以及反证法、构造性证明的应用场景。 集合论的建立: 阐述了集合的定义、运算,以及序偶、笛卡尔积等基本概念。这一部分为定义“数”本身奠定了语言基础。 第二部分:自然数的构造与皮亚诺公理 实数系统的探险始于自然数。本书采用了基于集合论的构造方法(冯·诺依曼序数构造法)来定义自然数,同时,也系统性地阐述了与其等价的皮亚诺公理体系。 自然数的基石: 从空集开始,递归地定义自然数集 $mathbb{N}$。强调了“后继”这一概念在定义自然数时的基础性作用。 皮亚诺算术: 深入分析皮亚诺公理,并使用这些公理严格证明了加法和乘法的唯一性、交换律、结合律等基本运算律。这部分内容是理解后续代数结构的关键。 第三部分:从自然数到整数的扩展 整数的引入是第一次关键的“补全”步骤,它解决了自然数在减法运算上的不封闭性问题。 等价关系的应用: 整数的构造核心在于利用有序对 $(a, b)$ 构造等价关系,将差 $ ext{a-b}$ 形式化。详细讨论了如何定义整数上的加法和乘法,并证明这些运算在等价关系下是良定义的。 序关系的建立: 严格定义整数的序关系 $(le)$,并证明它是一个全序关系,从而确认了 $mathbb{Z}$ 的有序性。 第四部分:有理数的构造与域的性质 有理数的引入是为解决除法运算的封闭性问题。这是本书第一次引入“域”(Field)的概念,尽管在这一阶段,我们只关注有理数域 $mathbb{Q}$ 的特定性质。 有理数的定义: 借鉴整数的构造经验,利用整数对 $(p, q)$ 定义有理数,并定义了等价类。重点讨论了如何确保分数表示的唯一性(通过约分概念的严谨化)。 有理数域的代数结构: 详尽证明 $mathbb{Q}$ 满足域的十条公理(加法和乘法的交换律、结合律、分配律、单位元、零元、逆元和倒数元的存在性)。同时,论证了有理数集上的序关系与域运算之间的相容性。 第五部分:实数系统的构建——完备性是关键 这是本书的核心和难点所在。本书采用戴德金割(Dedekind Cuts)的方法来构造实数 $mathbb{R}$,彻底阐释了实数与有理数的本质区别。 戴德金割的原理: 详细解释了如何用有理数的两个子集 $(A, B)$ 来“切割”有理数轴,从而定义一个实数。重点阐述了实数 $alpha$ 存在的充要条件。 实数集的构造: 利用戴德金割构造 $mathbb{R}$,并定义 $mathbb{R}$ 上的基本运算(加法、乘法、乘积),并证明了这些运算的良定义性。 完备性公理(The Completeness Axiom): 这是区分 $mathbb{R}$ 与 $mathbb{Q}$ 的决定性特征。本书将戴德金完备性公理(任一个有理数集的上确界在 $mathbb{R}$ 中存在)作为实数系统的核心公理,并以此为基础,推导出诸如“中值定理的离散版本”等性质。 第六部分:实数系统上的重要拓扑与分析性质 在确立了实数集的结构之后,本书转向分析学的前沿,讨论实数集所拥有的特殊性质。 上确界与下确界原理(Supremum and Infimum): 详细讨论了该原理在分析中的核心作用,以及它如何保证了实数集上的“没有空洞”。 区间套原理(Nested Interval Theorem): 严格证明了该原理,并展示了如何利用它来证明某些无理数(如 $sqrt{2}$)的存在性。 有理数与无理数的稠密性: 证明了有理数在实数系中是稠密的,同样地,无理数也是稠密的。这为微积分中的极限概念打下了坚实的基础。 有界单调序列的收敛性: 利用完备性原理,证明了所有有界单调序列在 $mathbb{R}$ 中必然收敛,这是实数分析的基石定理之一。 本书的特色与价值: 本书的价值在于其“结构化”的视角。它不仅仅是告知读者“实数是这样定义的”,而是引导读者理解“为什么必须这样定义,以及这种定义带来的强大后果”。通过对每一步构造的严格逻辑论证,读者将对数学的严谨性产生深刻的敬畏感。 深度与广度兼备: 既有基础的集合论铺垫,又有对完备性公理的深刻剖析,覆盖了从基础代数到初级分析的无缝衔接。 严谨的证明风格: 所有关键定理都提供了详尽的、可复现的证明过程,适合希望深入理解数学证明结构的读者。 哲学反思: 穿插了对“数”的本质、连续性的数学表达等哲学层面的思考,使学习过程更具启发性。 《实数系统结构》是一部面向未来的参考书,它确保读者在进入更高级的分析学、拓扑学或代数领域时,其对实数系统的理解是坚固、清晰且无可动摇的。它不只是教会你如何计算,更是教你如何思考数学的构造。

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目录信息

读后感

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用户评价

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在我看来,《实数系结构》这本书是一次对数学概念进行深度“溯源”的旅程。我一直以来对数学的理解,更多地停留在操作层面,即如何运用数字进行计算,如何解决问题。但这本书,却带领我深入到数字“本身”的构造哲学。作者并没有回避那些抽象而令人望而生畏的概念,而是以一种循序渐进、寓教于乐的方式,将它们一一呈现。他从对自然数集合的界定开始,逐步扩展到整数、有理数,每一步都充满了逻辑上的严谨性和必要性。我尤其对作者如何处理“无穷”和“无理”这两个看似难以捉摸的概念印象深刻。他通过对实数系完备性的强调,特别是戴德金分割法的引入,让我理解了数学家们如何通过精妙的逻辑手段,将那些“缺失”的点(无理数)也纳入到统一的体系中,从而形成一个真正意义上的连续体。这种构造过程,不仅仅是数学的技巧,更是一种思想的升华,它展现了人类智力在构建抽象体系方面的强大力量。书中的每一段论证,都如同一个精密的齿轮,相互咬合,驱动着整个实数系的逻辑机器向前运转。我经常在阅读时,感觉自己仿佛置身于一个数学思想的殿堂,每一步都充满了发现的喜悦和理解的震撼。这本书让我不再仅仅将实数看作是工具,而是开始欣赏它们作为数学概念本身的深刻内涵和结构之美。

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这本书的书名《实数系结构》本身就散发着一种严谨而深邃的气息,当我真正翻开它的时候,这种感觉更是得到了淋漓尽致的体现。作者并没有将实数系简单地呈现为我们熟悉的数轴上的点,而是带领我们一步步构建起这个宏大的数学体系。从最基本的自然数出发,通过一系列精巧的定义和证明,逐步拓展到整数、有理数,最终抵达实数。这个过程充满了逻辑的力量,每一个步骤都环环相扣,不容丝毫的含糊。我特别被作者在处理有理数和实数之间的“鸿沟”时所展现的智慧所折服。他清晰地阐述了有理数在稠密性上的优越性,但同时也指出了它们在完备性上的不足,特别是像√2这样的无理数,它们的存在似乎总是在有理数的“缝隙”中。随后,作者通过戴德金分割这一极其优雅的方式,巧妙地“填补”了这些缝隙,从而构造出了完整的实数系。这个过程的精妙之处在于,它并非凭空创造,而是基于已有的有理数,通过一种精确的逻辑操作,使得数轴上的每一个点都能被恰当地“命名”。我常常在阅读时停下来,回味作者构建逻辑链条的每一步,仿佛在欣赏一幅精雕细琢的艺术品。这本书让我对数学的理解,从“知道是什么”上升到了“理解为什么是这样”。它教会了我不仅仅是记忆公式和定理,更重要的是理解它们产生的根源和它们之间的内在联系。

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初次接触《实数系结构》这本书,我原本以为会是一本枯燥乏味的数学理论著作,但实际阅读体验却完全超出了我的预期。作者以一种近乎讲述故事的叙事方式,将原本抽象的数学概念变得生动有趣。他并没有直接呈现实数系已然完成的形态,而是带领我们一同经历其“诞生”的过程,从对自然数的朴素认识,到整数的引入,再到有理数的丰富,以及最终实数系的诞生。在这个过程中,作者巧妙地穿插了各种历史背景和数学家的思想,使得整个学习过程充满了人文的温度。我特别欣赏作者对实数系完备性的深入阐释。他详细解释了为什么有理数集合虽然稠密,却依然存在“漏洞”,以及戴德金分割是如何通过一种极其精巧的逻辑,将这些“漏洞”精确地“填补”,从而构造出我们所熟知的连续实数轴。这种将抽象数学概念与直观几何理解相结合的教学方式,让我对数学的深刻性有了前所未有的认知。阅读这本书,我感觉自己不仅仅是在学习数学知识,更是在学习一种严谨的思维方式,一种从本质上理解事物、构建体系的能力。它让我对数学产生了浓厚的兴趣,并渴望进一步探索其更深层次的奥秘。

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《实数系结构》这本书,给我带来的不仅仅是知识的增长,更是一次对数学本质的深刻体悟。我一直以为,实数不过是数轴上的点,是我们在日常生活中进行测量和计算的工具。然而,这本书却向我揭示了实数系背后那令人惊叹的严谨构造和深刻哲学。作者以一种非常系统和递进的方式,从最基础的自然数出发,层层剥离,逐步构建起整个实数体系。他详细阐述了整数、有理数的引入及其所能解决的问题,同时也指出了它们各自的局限性,特别是无理数的存在,给有理数体系带来了“不完备”的困扰。我尤其被作者在介绍戴德金分割时所展现的智慧所折服。他通过一种极其精确的逻辑方法,将那些“缺失”的无理数“填补”进数轴,从而完成了一个真正意义上的连续统。这个过程的严谨性,让我对数学的抽象思维能力以及其逻辑构建的精妙之处有了全新的认识。阅读这本书,我感觉自己仿佛置身于一个数学思想的殿堂,每一处论证都如同精美的工艺品,共同构成了一个逻辑严密的数学大厦。它不仅深化了我对实数体系的理解,更重要的是,它培养了我一种严谨的分析能力和对数学真理的追求精神,让我看到了数学这门学科所蕴含的无限魅力。

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当我拿起《实数系结构》这本书时,我怀揣着对实数体系的既有认知,但随着阅读的深入,我发现自己对“熟悉”的定义被彻底颠覆了。作者以一种极其严谨且富有洞察力的方式,带领我们一步步揭示了实数系赖以存在的精妙结构。他并没有满足于简单地罗列定义和性质,而是着重于展示每一个数学构造的必要性与合理性,以及它们是如何彼此关联、相互支撑的。从自然数到整数,再到有理数,每一步的拓展都伴随着对前一个阶段局限性的清晰剖析,这使得对实数系的最终构建显得如此自然而又不可或缺。我尤其被书中对“完备性”这一概念的深入解读所打动。作者通过对戴德金分割等构造方法的详细讲解,清晰地展示了数学家们如何巧妙地“弥合”有理数集合中的“断裂”,从而形成一个真正意义上的连续统。这个过程的逻辑严谨性和思想深度,让我对数学的抽象性与其对现实世界的刻画能力有了全新的认识。阅读这本书,更像是在进行一场思维的探险,每一次定理的证明,都如同解开一个精巧的数学谜题,其过程的优雅与结论的深刻,都让我沉醉其中。它不仅提升了我对实数体系的理解,更重要的是,它塑造了我对数学研究的整体认知,让我看到了数学知识体系背后那深厚的人文精神和严谨的科学态度。

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这本《实数系结构》的书名就如同其内容一样,严谨且极具吸引力,仿佛是对一个宏大宇宙的窥探。初次翻开它,我便被作者那精妙的逻辑构建和层层递进的叙事所折服。他并非简单地堆砌定义和定理,而是以一种近乎艺术的笔触,描绘出实数系从无到有、从简到繁的演化过程。阅读的过程,就像是在追随一位经验丰富的向导,穿越数学思想的迷宫,每一步都充满了惊喜与启迪。书中的每一个概念,从自然数到整数,再到有理数,直至最终的实数,都被赋予了鲜活的生命。作者巧妙地运用了各种生动形象的比喻和类比,将抽象的数学概念转化为读者能够直观感受到的画面。例如,在讲解稠密性时,他将实数轴比作一望无垠的星空,而有理数则如散落在其中的点点星光,无论放大多少倍,总能在星光之间找到新的星辰,这种描绘让我对数学的深邃与美丽有了全新的认识。我尤其欣赏作者在处理完备性这一核心概念时的细致入微。他深入浅出地解释了为何仅仅拥有稠密性不足以构成完整的实数系,并通过戴德金分割等方法,展示了如何“填补”有理数之间的“空隙”,从而构造出无处不在的实数。这个过程的严谨性固然是数学的精髓,但作者通过流畅的语言和清晰的论证,将这一切变得易于理解,让我深切体会到数学的魅力不仅在于其逻辑的严谨,更在于其思想的深度和结构的优雅。这本书不仅仅是一本教科书,更是一次关于数学本质的哲学思考,它挑战了我原有的认知,也为我打开了通往更广阔数学世界的大门,让我对数学这门学科产生了前所未有的敬畏和热爱。

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《实数系结构》这本书,可以说是一次对我数学认知的一次彻底重塑。我一直以为自己对实数已经相当熟悉,毕竟我们每天都在使用它们,进行各种计算和测量。然而,当我真正深入这本书的细节时,才发现自己对“熟悉”的定义太过肤浅。作者以一种近乎解剖学的精准度,剖析了实数系的内在肌理,揭示了那些隐藏在日常使用之下的严谨定义和深刻的结构性特征。他并没有止步于实数的表面性质,而是深入到了其最根本的构建方式。在讲解柯西序列的收敛性时,我才真正理解了完备性为何如此重要,以及它如何确保了每一个“看似”合理的极限都真正存在于实数系之中。这种严谨的逻辑链条,让我惊叹于数学家们为了建立一个可靠的数字系统所付出的巨大努力和深邃的智慧。书中对实数系与数轴之间一一对应的关系的论述,更是让我对几何直观与代数抽象之间的联系有了更深刻的体悟。作者用清晰的图示和精炼的文字,将抽象的集合论概念与具象的几何空间联系起来,展现了数学不同分支之间浑然一体的美感。我尤其欣赏作者在引入实数系的不同构造方法时所展现的清晰对比。无论是戴德金分割还是柯西序列,每一种方法都从不同的角度揭示了实数系的完备性,而它们最终殊途同归,都指向了同一个完整的实数系。这种多角度的审视,不仅加深了我对实数系本身的理解,也让我体会到数学研究中探索不同路径、验证同一真理的严谨性与深刻性。读完这本书,我感觉自己不再仅仅是实数的“使用者”,而是开始理解了它的“灵魂”。

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《实数系结构》这本书,如同一扇通往数学核心的窗户,让我得以窥见实数体系背后那令人赞叹的精妙构造。我一直以为实数是我们习以为常的数字,是测量、计算的基础,但这本书却将它们置于显微镜下,展现了它们的“血肉”和“骨骼”。作者以一种近乎考古学家的严谨,从最原始的数开始,一步步地搭建起实数系的宏伟大厦。他不仅仅是罗列定义,而是通过阐述每一个数学构造的必要性和合理性,来引导读者的思考。例如,在从有理数过渡到实数时,他详细解释了为何仅有稠密性是不够的,以及完备性为何是实数系不可或缺的基石。他通过对戴德金分割等构造方法的深入剖析,展示了数学家们如何通过精密的逻辑推理,解决那些看似微不足道的“断裂”,从而建立起一个无懈可击的数字连续体。每一次的证明,都如同精心编织的丝线,将看似独立的数学概念紧密地联系在一起,形成一张强大而优雅的逻辑网络。我尤其欣赏作者在描述实数轴的几何意义时所展现的细腻笔触。他将抽象的代数定义与直观的几何概念巧妙地融合,使得读者在理解抽象理论的同时,也能获得清晰的视觉化体验。这本书让我对数学的敬畏之情油然而生,也让我意识到,我们日常使用的每一个数字,都承载着深厚的数学思想和精密的逻辑构建。

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《实数系结构》这本书,给我的感觉就像是在探寻宇宙的底层代码。我一直以为我们所知的实数,不过是数学的基石,简单而直观。但当我翻开这本书,才意识到这“简单”背后隐藏着多么深邃的逻辑和精妙的构造。作者以一种近乎雕塑家的耐心,从最基础的数开始,层层递进地构建起整个实数体系。他并没有直接给出实数的定义,而是通过介绍自然数、整数、有理数的发展历程,以及它们各自的局限性,来凸显实数系之所以如此重要的原因。我特别被作者对“完备性”这一概念的深入探讨所吸引。他清晰地阐述了为何仅仅拥有稠密性是不够的,以及如何通过戴德金分割等方法,“填补”有理数之间的“缝隙”,从而构造出无处不在的实数。这个过程的严谨性让我惊叹,同时也让我对数学的精确性和其内在的一致性有了更深的理解。书中的每一个证明,都如同一把精密的钥匙,解开了数学世界中一个又一个的谜团。我常常在阅读时,感觉自己不仅仅是在学习数学知识,更是在学习一种思考问题、解决问题的方式。它教会了我如何从最根本的原理出发,通过逻辑推理,一步步构建复杂的体系。这本书让我对数学产生了前所未有的敬畏感,同时也让我看到了人类智慧在构建抽象世界方面的无限可能。

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《实数系结构》这本书,在我看来,不仅仅是一本关于数学的书,更是一次关于数学思维和数学艺术的启蒙。我一直认为自己对实数有所了解,毕竟它们是我们日常生活和科学研究中最常用的工具。然而,当我深入阅读这本书时,我才发现,我原有的理解是多么的表象化。作者以一种极其清晰且富有逻辑性的方式,从最基础的数论概念出发,逐步构建起了整个实数系的宏大框架。他并没有急于给出复杂的定义,而是耐心地解释了每一个概念的引入背景和必要性,例如,为何需要从自然数扩展到整数,再到有理数,以及在这个过程中遇到的挑战。我印象最深刻的是,作者在处理无理数问题时所展现的智慧。他详细解释了仅仅拥有稠密性是有理数体系的局限,并介绍了戴德金分割等方法,如何通过精确的逻辑构造,使得实数体系能够“填补”有理数之间的“空隙”,从而形成一个完整的连续统。这种构造过程的严谨性,让我对数学的抽象思维能力有了全新的认识。书中的每一段论证,都如同精雕细琢的艺术品,每一个环节都天衣无缝,共同支撑起一个逻辑严密的数学大厦。这本书不仅仅是知识的传授,更是对数学思维的培养,它让我学会如何从根本上理解问题,如何通过严谨的逻辑去构建解决方案。

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