שאלה קשה במיוחד:

פולדרה

New member
שאלה קשה במיוחד:

היי לכולם,יש לי שאלה ממש קשה שאני מתחבטת בה מכיתה ז´, ואני עכשיו בכיתה י"א... בכל מקרה השאלה היא: למה מינוס כפול מינוס נותן מספר שהוא פלוס. הרבה מורות ענו לי שאי אפשר להוכיח את זה, שההוכחה קשה מדי ואין לי את הכלים להבין אותה וכו´. אשמח לקבל הצעות יצירתיות, או אפילו הוכחות אמיתיות.
 
ובכן...

האם את יודעת למה מינוס 1 כפול מינוס 1 שווה ל-1? (קשור לכך שמינוס 1 הוא הופכי של עצמו) אם כן, ההוכחה לטענה שהבאת מאוד פשוטה! בהסתמך על תכונת הקיבוציות, חילופיות והטענה שלא קשה להוכיח ש: מינוס a שווה למינוס 1 כפול a.
 

פולדרה

New member
לא ממש....

מה הקשר בין הטענה שמספר כפול ההופכי שלו שווה לאחד, זה לא מסביר למה (1-)*(-1) שווה לאחד... או שאולי זה כן, ואני לא מבינה את זה.
 
בעצם

אינני בקי מספיק בתורת המספרים בשביל לענות. אבל איך מוגדרת מכפלה של 2 נספרים שליליים? זאת השאלה הראשונה והחשובה ביותר? אגב, 1- הוא הופכי של עצמו, ולכן מכפלה של 1- בעצמו היא 1, אבל זה ניתן להוכחה רק כאשר יש את ההגדרה של המכפלה של שליליים! חכול להיות שההגדרה היא מכפלת הערכים המוחלטים של 2 המספרים השליליים, וכך אין לך מה להוכיח.
 

פולדרה

New member
מכפלה של פלוס

למדנו ביסודי, בתקופה בה כל דבר בחשבון הוכח. כפל מוגדר, לפי זכרוני והבנתי, כמספר הפעמים של אותו מספר. לכן 2*4 אומר שתי פעמים של ארבע, מה שנותן 8, כפל של מינוס בפלוס אני גם מבינה, 2*4- אומר שתי פעמים של 4- ונותן 8-. ההגדרה לא מתאימה למינוס כפול מינוס כי אין כזה דבר מינוס פעמים, וגם אם יש, למה שהוא ייתן פלוס?
 

Deathatred

New member
הסבר לא מדויק אבל יעזור לדמיין

דמייני את קבוצת המספרים הממשיים (לצורך הפשטו נתייחס לשלמים בלבד) כציר. מימין ל 0 נמצאים כל החיוביים ומשמאל ל 0 כל השליליים. אזי 3 כפול 2 זה ללכת גודל של 3 צעדים ימינה, פעמיים. וכן 3- כפול 2 זה ללכת גודל שלילי של 3 צעדים ימינה, כלומר, שמאלה, פעמיים. המינוס כאן הופך את כיוון ההליכה. עכשיו בואי נבדוק את 3- כפול 2-, בגלל המינוס הראשון עלינו ללכת שמאלה, אבל אז בא עוד מינוס והרי אמרנו שמינוס הופך את כיוון ההליכה. לכן הלינו בסה"כ ללכת 6 צעדים ימינה. כלומר, 3- כפול 2- נותן 6+. זו לא הוכחה מדויקת אלא הסבר אינטואטיבי שעוזר להבין למה זה כך.
 
אהם

ביסודי שום דבר לא הוכח! אתן דוגמא הוכיחי ש- a+b=b+a. אגב, הכוונה להוכחה מדויקת! בעצם האם את יודעת איך מוגדר חיבור (בצורה מדויקת)? " ההגדרה לא מתאימה למינוס כפול מינוס כי אין כזה דבר מינוס פעמים, וגם אם יש, למה שהוא ייתן פלוס? " כשאין הגדרה את חופשיה להגדיר איך שאת רוצה. ובשביל שההגדרה תהיה בעלת חשיבות כדי שתהיה סיבה להגדרה!
 

פולדרה

New member
אהם אהם...

ביסודי לא הוכח שום דבר מבחינה מתמטית, אבל היה הסבר הגיוני לפעולות שלמדנו. הפעולה של מכפלת מינוסים היא הפעולה הראשונה למדתי, אותה לאהבנתי מבחינה מתמטית או הגיונית, ולכן חיפשתי הוכחה בשבילה. אני לא חושבת שאני יודעת איך מוגדר חיבור בצורה מתמטית, אבל אני יכולה להבין את הפעולה באמצעות אמצעים ממשיים כמו חשבונייה.
 

yontanbn

New member
יש כמה רמות לתשובה

טוב, כפי שאת בוודאי יודעת, המתמטיקה נבנית נדבך על-גבי נדבך. וכל תורה מוגדרת על-סמך תורה אחרת, וכו´ וכו´. לגבי המספרים השליליים והכפל וכו´... אפשר להגדיר את המספרים הממשיים עם חתכי דדקינג על-סמך המספרים הרציונליים ואותם עם זוגות סדורים ע"ס המספרים השלמים ואותם על-סמך המספרים הטבעיים (עם ההגדרה הברורה שמינוס כפול מינוס נותן פלוס, כלומר שמכפלת שני מספרים שליליים היא מכפלת הערכים המוחלטים שלהם) ואותם מהקבוצה הריקה ע"י יצירת קבוצות. ואת הקבוצה הריקה קיבלנו מאלוהים :) כלומר, אם את מגדירה את המספרים בצורה הזאת, כפי שמתמטיקאים משועממים ביותר (בצחוק, בצחוק) הראו שאפשר, אז אין לך מה לשאול למה כי זה פשוט ככה. אבל!! מקובל יותר להסתכל על המספרים הממשיים כעל שדה עם עוד כמה תכונות, שכרגע לא רלוונטיות. מהו שדה? שדה היא קבוצה של מספרים שמקיימים כל מיני תכונות. אתן כמה מהתכונות אלה ובעזרתן נוכיח שמינוס כפול מינוס הוא פלוס. a+b=b+a a*b=b*a a*(b*c)=(a*b)*c a*(b+c)=a*b+a*c a+0=a a*1=a אפשר להראות בקלות שכל מספר כפול 0 הוא 0 אבל זה לא מעניינו. ולכל מספר, קיים מספר נגדי לו כך שסכומם 0 וקיים מספר הופכי לו כך שמכפלתם 1 (אלא אם כן המספר הוא 0). וכעת נראה שמינוס אחד כפול מינוס אחד זה אחד. 0 = (מינוס אחד + אחד) * (מינוס אחד) = (מינוס אחד * מינוס אחד) + (אחד * מינוס אחד) = (מינוס אחד * מינוס אחד) + מינוס אחד קיבלתי שאותו מספר שאנחנו מחפשים, מינוס אחד * מינוס אחד, הוא מספר שכאשר מחברים אותו למינוס אחד מקבלים אפס, כלומר הוא הנגדי של מינוס אחד. קל להראות שהנגדי של הנגדי של מספר זה המספר עצמו, ולכן התשובה היא 1. ע"י מניפולציות דומות מראים שכל מינוס איי כפול מינוס בי זה איי כפול בי. באופן אינטואיטיבי, את שואלת את עצמך למה מינוס כפול מינוס זה פלוס? אני חושב שאפשר להסתכל על מספרים שליליים כיצורים שחיים בעולם מראה כזה... ה0 זו המראה. כך חיבור של מספרים שליליים ברור שיתנהג כמו חיבור של מספרים חיוביים, רק בצד השני של המראה, כלומר, מחברים שני מספרים מאותו צד של המראה, אז התוצאה תהיה יותר רחוקה מהמראה. הבעיה עם כפל שהוא פועל בצורה אחרת לגמרי :) מה זה כפל? 2 פעמים 4 תפוחים זה 8 תפוחים. 2 פעמים (מינוס 4) תפוחים זה (מינוס 8) תפוחים. עד כאן הגיוני (מינוס 2) פעמים 4 תפוחים - מה זה?! כאן הייתי אומר משהו כזה... אני צריך להימצא במקום כזה, כך שאם יתנו לי עוד 2 פעמים 4 תפוחים אני אהיה ב0. אז אני צריך להיות במרחק כזה מהמראה שזהה למרחק של 2 פעמים 4 תפוחים, רק מהצד שני, כלומר בדיוק מינוס(2 פעמים 4 תפוחים) באותו אופן, מה זה (מינוס 2) פעמים (מינוס 4) תפוחים? אני צריך להיות במקום שכאשר יתנו לי 2 פעמים (מינוס 4) תפוחים אני אהיה על המראה. כעת 2 פעמים (מינוס 4) תפוחים זה מינוס 8 תפוחים, אז התוצאה שאני צריך היא בדיוק המינוס של זה, כלומר 8 תפוחים, מספר חיובי ויפה ורגיל. כל אחד מהמינוסים הפך לי את כיוון ההסתכלות בעצם, אז שניהם הפכו אותו פעמיים, והפוך על הפוך זה ישר... טוב כתבתי פה ערמות של שטויות - זה מה שזרם לי מהראש באותו רגע. השעה 1:00 בלילה, ואני מקווה שמישהו הבין משהו או שזה עזר למישהו במשהו. אם לא, לפחות תירגול לאצבעות.
 

פולדרה

New member
הצעה נחמדה, אבל

ידיד שלי הציע לי את הפתרון הזה, כלומר להסתכל על מינוסים כמספרים הפוכים לפלוסים, והמורה הנוכחית שלי הוסיפה על כך, שקודם היו הגדרות למספרים חיוביים ורק אחר כך גילו את המספרים שליליים (היא אמרה את זה בצורה יותר חכמה), ואז את כל הכללים שהיו נכונים לגבי המספרים החיוביים שייכו וכמו שאמרת, עשו בהם מניפולציות כדי שההגדרות יהיו נכונות גם לגבי המספרים השליליים. לצערי, לא חקרנו מספיק מספרים שליליים בפונקציות שונות, כמו חזקה, כדי שאני אוכל להגיד בביטחון שכל מה שמתקיים לגבי מספרים חיוביים נכון גם לגבי מספרים שליליים, אבל לא נראה לי שלהגיד שפשוט ניתבו את כל הפעולות החשבוניות למספרים השליליים כפי שהן נכונות למספרים החיוביים ללא כל הוכחה שהדבר נכון.
 

yontanbn

New member
המשך...

אבל יקירתי, זה בדיוק מה שעשו :) אני ניסיתי לתת לך כל מיני הסברים אינטואיטיביים אבל בת´כלס, זה באמת מה שעשו. רצו למצוא מספרים שייצגו תוצאות של פעולות מוזרות כמו 3 פחות 5... אז המציאות את המספרים השליליים והגדירו את הפעולות עליהן בצורה שתתיישב עם הפעולות על החיוביים, כלומר שכל הכללים יישמרו. זה בדיוק מה שעשו... אגב, עם חזקות יש הרבה מאוד צרות עם שליליים, כתבתי על זה פתיל אפילו ;)
 

פולדרה

New member
אוף...

חבל לי מאוד אם זה באמת מה שעשו, ואין פתרון אמיתי\הוכחה\הצעה יצירתית, אבל בכל זאת בחיבור וחיסור אפשר להסביר המספרים השליליים, בחזקות אני באמת לא יודעת מה הולך, ורק הבעיה הזו נשארת בלי פתרון אמיתי. וד"א, בקשר לזה שכל הכללים יישמרו, אני למדתי לפחות כלל אחד שלא נשמר לגבי מינוסים, ובבי"הס החליטו להתעלם ממנו כמו מכל דבר המצריך קצת מחשבה: אינטגרל של פונקציה בחזקת 1-. ולא הבנתי מה כתבת על זה.
 

yontanbn

New member
ועוד המשך :)

גם עם חיבור וחיסור זה הוגדר כך, למרות שההסבר נראה אינטואיטיבי... הרי הוגדר רק חיבור וכפל. חיסור וחילוק הן פשוט פעולות של חיבור לנגדי וכפל בהופכי. תראי, אם תצליחי להגדיר כפל בשליליים בצורה אחרת שתקיים את כל החוקים, אז זה יפתור את כל הבעיות. אבל הצורה הזאת היא היחידה שמשמרת את כל החוקים. רצית שיגדירו מינוס כפול מינוס כמינוס? ואז המון חוקים לא היו עובדים...? בכל אופן, הראיתי לך כמה דברים שמראים את האינטואיציה שמאחורי זה. אני לא חושב שיש עוד סיבה "עילאית" לכל הסיפור :) לגבי אינטגרל... את מתכוונת אינטגרל של איקס בחזקת מינוס 1, ולא פונקציה כללית בחזקת מינוס אחד, אני חושב. וכאן הבעיה היא לא במינוסים באופן כללי, אלא רק במינוס 1. והסיבה היא ברורה. מינוס אחד זה בדיוק המספר לפני אפס... אינטגרל של איקס בחזקת אן זה איקס בחזקת (אן+1) חלקי (אן+1) אז אם היינו מגדירים כך גם למינוס אחד זה היה יוצא איקס בחזקת 0 חלקי 0, וזה לא אפשרי. ובאמת יפה שקיימת פונקציה שמיישבת את הסיפור הזה, והיא פונקציית הלוגריתם, שהנגזרת שלה היא 1 חלקי איקס. מה שאני כתבתי בפתיל השני, למרות שהוא מסובך, מסביר מתי חזקות בשליליים מוגדרות בתחום המספרים הממשיים. לפירוט כללי מתי חזקה מוגדרת: אם הבסיס הוא חיובי אם הבסיס הוא אפס והמעריך הוא חיובי אם הבסיס הוא שלילי והמעריך ניתן להצגה כמספר רציונלי עם מכנה אי-זוגי.
 

Arie17

New member
הנה תשובה

היי פולדרה, תראי, זה די פשוט.... נגיד את בבניין קומות, נמצאת בקומה אפס, אוקי? עכשיו, את רוצה לרדת לקומה 1- אז בשביל זה ירדת 1- קומות ועכשיו את רוצה להכפיל (לא להוסיף, להכפיל) את כמות הצעדים שעברת ולעבור 1- קומות כפולות אז... בעצם עכשיו את מעבר לקומה אפס ב 1- קומות ואת עוברת 1- קומות שזה בעצם קומה 1 כאילו, היית בחניון (1-) ורצית לעבור את הדרך מהלובי לחניון שוב פעם רק בכפולה ולעבור את אותה דרך כפולה - שאת נמצאת בחניון ומתחילה לזוז משם! אז הדרך שתעברי משם - את תעצרי בסוף בקומה 1 קצת קשה לקלוט את זה.... אבל מקווה שהבנת אם יש לך שאלות את מוזמנת לשאול אותי
 

Arie17

New member
לפולדרה - מצאתי דרך יותר טובה

לנסח את התשובה שלי נגיד את בקניון, בקניון יש קומת אפס, חניון, ולמעלה יש את קומת הצעצועים אז חניון = 1- קומת אפס = 0 צעצועים = 1 1. את נכנסת לקניון ויורדת לחניון, זה לוקח לך ללכת 200 מטר 2. אחרי זה את נמצאת בחניון 3. את רוצה ללכת את ה 200 מטר האלה בכפולה כלומר פעמיים שזה 400 מטר 4. תזכורת: את נמצאת בחניון 5. את מתחילה ללכת 400 מטר מהחניון לכיוון השלילי של החניון שזה לכיוון למעלה 6. אז תלכי 400 מטר מהחניון ואז תגיעי לקומת הצעצועים
 

פולדרה

New member
טוב, אבל לא מושלם...

פתרון יצירתי, אני מודה, ועד כמה שהבנתי אותו, הוא נכון לגבי מכפלת מינוסים, אבל הפתרון שולל את מכפלת מינוס בפלוס ששווה למינוס. אם הכוונה היא לכמות המדרגות שאתה עולה\יורד, הפתרון צריך לצאת בערך מוחלט, זה מה שהבנתי מהתשובה שלך, אבל זה לא מתאים למה שאני כבר יודעת.
 

Arie17

New member
מכפלת פלוס מינוס

זה בערך דומה תחשבי שפשוט מקומת קרקע את עולה לצעצועים (זה הפלוס) ויורדת לחניון (המכפלה במינוס)
 
הגיון ולא מתמטיקה- אולי תאהבו את זה

ההגדרה שלי אינה מתמטית אבל היא מיושמת מהחיים: אם חמישה אנשים חייבים לך כל אחד חמישה שקלים- פלוס כפול פלוס- את בסה"כ מקבלת 25 שקלים- 25+ אם את חייבת לחמישה אנשים 5 שקלים לכל אחד- מינוס כפול פלוס- את בסה"כ חייבת 25 שקלים ונשארת עם 25- אם את חייבת חמישה שקלים לחמישה אנשים מתים- מינוס כפול מינוס- כרגע הרווחת 25 שקלים. מכאן ש5-*5-=25+ אני חדשה כאן, לומדת 5 יח"ל במתמטיקה ובת לדוקטור במתמטיקה... חובבת חידות הגיון!
 
למעלה