自然数

17 Mar 2025 | 4 分钟阅读

定义

自然数是我们用来计算物体或事物的数字。换句话说,自然数是所有整数的集合,但不包括。它是实数的一部分。

它只包含正整数。请记住,0、分数、小数负数都不是自然数。自然数从1开始,一直到无穷大。例如,1、2、3、4、5、6,等等。

自然数包含所有整数,但不包括零。这意味着所有自然数都是整数,但并非所有整数都是自然数,因为整数也包括0。

Natural Numbers

前50个自然数是

Natural Numbers

自然数的符号

自然数集用字母N表示。

自然数集

自然数集是一个无限集。我们可以用以下三种形式表示自然数集:

  • 叙述: N=所有自然数的集合
  • 枚举法: N={1,2,3,4,5,6,7,8,9,……}
  • 描述法: N={x: x是大于等于1的整数}

关于自然数的趣事

  • 它大于零。
  • 最小的自然数是1
  • 最大的自然数无法获得。
  • 所有自然数都是整数,但反之则不然。
  • 如果 x 是一个自然数,那么 x 的后继数是x+1
  • 如果 x 是一个自然数,那么 x 的前驱数是x-1

自然数的性质

自然数有四种主要性质:

  • 封闭性
  • 交换律
  • 结合律
  • 分配律

封闭性

自然数在加法乘法运算下满足封闭性。这意味着当我们对两个或多个自然数进行加法或乘法运算时,结果总是自然数。

假设 a、b 是两个自然数,c 是结果,那么:

a+b=c (自然数)
a×b=c (自然数)

例如,9+5=14,12+3=15等,结果14和15也是自然数。同样,在乘法中20×3=60,15×5=75等,乘积60和75也是自然数。

在减法和除法中,自然数可能满足也可能不满足封闭性。这意味着当我们对两个或多个自然数进行减法或除法运算时,可能会得到负数结果或小数商。

假设 a、b 是两个自然数,c 是结果,那么:

a-b=c (自然数) 如果 a > b
a÷b=c (自然数) 如果 a 能被 b 整除

例如,9-5=4,12-3=9等,结果4和9也是自然数。但当我们计算5-9=-4时,得到的结果不是自然数。

同样,在除法中20÷5=4,15÷5=3等,商4和3也是自然数。但当我们计算3÷2=1.5时,得到的结果不是自然数。

a-b=-c (不是自然数) 如果 a < b
a÷b=c,(不是自然数) 如果 a 不能被 b 整除

交换律

自然数的加法和乘法运算满足交换律。假设 a 和 b 是两个自然数,那么:

a+b=b+a
a×b=b×a

自然数的减法和除法不满足交换律。

a-b≠b-a
a÷b≠b÷a

结合律

自然数的加法和乘法运算满足结合律。

a+(b+c)=(a+b)+c
a×(b×c)=(a×b)×c

自然数的减法和除法运算不满足结合律。

a-(b-c)≠(a-b)-c
a÷(b÷c)≠(a÷b)÷c

分配律

自然数的乘法总是对加法和减法满足分配律。

a×(b+c)=ab+ac
a×(b-c)=ab-ac

单位元存在性

如果我们给一个自然数加上0,或者将一个自然数乘以1,我们会得到相同的自然数。假设 a 是一个自然数,那么:

a+0=a
a×1=a

让我们看一些例子。

例1:从以下数字列表中,挑选出自然数和非自然数。

-4,20,Natural Numbers,2.67,6,90,100000

解决方案

自然数 20,6,90,100000

非自然数: -4,自然数,2.67

例2:写出前10个自然数。

解决方案

前10个自然数是:1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10。

例3:写出20到30之间的自然数。

解决方案

20到30之间的自然数是:21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30

例4:计算前10个自然数的和。

解决方案

前10个自然数是:1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

有两种方法可以计算自然数的和:

  • 使用加法运算
  • 使用公式

使用加法运算

1+2+3+4+5+6+7+8+9+10=55

如果我们要相加的自然数很多,这是一个耗时耗力的过程。所以我们通常不使用它。

使用公式

Natural Numbers

我们需要计算前10个自然数的和,所以 n = 10。

将 n 的值代入上述公式,我们得到:

前10个自然数的和 (S10)=自然数

Natural Numbers

因此,前10个自然数的和是55。

例5:计算前45个自然数的和。

解决方案

我们需要计算前45个自然数的和。所以,n = 45。

将 n 的值代入上述公式,我们得到:

Natural Numbers

因此,前45个自然数的和是1035。


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