خصائص الاعداد الحقيقية

سنتكلّم في هذا المقال عن خصائص الاعداد الحقيقية في الرياضيات، ولكن بدايةً، ما هي الأعداد الحقيقة؟ هل يمكننا اعتبار كل الأعداد في الرياضيات، أعدادًا حقيقيةً؟. عزيزي، نسمي الأعداد التي تستخدم في قياس الكميات المتغيرة باستمرارٍ، كالحجم وغيره، الأعداد الحقيقية {R}، وسمّيت الأعداد الحقيقية بهذا الاسم لتمييزها عن الأعداد العقدية التي تتضمن الرمز i والذي يعبر عن القيمة 1-√، حيث أنّ الرمز i مهمٌ جدًا في تفسير الظواهر الكهربائية وغيرها، بالشكل الرياضي.

تعبر الأعداد الحقيقية عن زيادةٍ عشريةٍ لا نهائية، إذ أنّها تتضمن جميع الأعداد الكسرية التي دائمًا ما تتضمن تكرار عدد واحد أو أكثر بشكلٍ منتظمٍ كما هو الحال في 1/6=0.1666، والأعداد غير النسبية التي تتضمن زيادةً عشريةً لا تكرر نفسها بخلاف الأعداد الكسرية، والأعداد الصحيحة (الموجبة والسالبة)..

يمكن تقسيم الأعداد الحقيقية إلى عدة فئاتٍ كالتالي:

قبل الدخول في تفاصيل خصائص الاعداد الحقيقية إليك لمحة عن المستقيم المعبّر عن هذه الأعداد، وهو عبارةٌ عن خطٍ مستقيمٍ تتوضع عليه الأعداد في تباعداتٍ متساويةٍ، إذ أنّ هذا الخط أفقي ويمتد من الجهتين إلى اللانهاية، حيث أنّه كلما تحركنا من يسار المستقيم إلى يمينه، تزداد الأعداد، في حين أنّها تتناقص من اليمين باتجاه اليسار، وإضافةً إلى ذلك، من الممكن تعيين الأعداد العشرية والكسرية على مستقيم الأعداد هذا.

إنّ استخدام مستقيم الأعداد لتمثيل الأرقام الموجبة والسالبة، سيجعل من السهل علينا مقارنة هذه الأعداد مع بعضها البعض، كما أنّه يساعد في إجراء عمليات الضرب والجمع والطرح، فعند الجمع نتحرك باتجاه اليمين وعند الطرح نتحرك باتجاه اليسار..

تتمتع الأعداد الحقيقية بمجموعةٍ من الخصائص.. إليك أهم خصائص الاعداد الحقيقية:

حيث تنطبق هذه الخاصية على جميع عمليات الضرب والجمع والطرح، وهي تعني أنّ ناتج جمع أو طرح أو ضرب أي عددين حقيقين هو عبارةٌ عن عددٍ حقيقيٍّ، أي إذا كان لدينا عددان حقيقيان a وb فإنّ ناتج a + b أو a - b أو a * b هو عددٌ حقيقي، وكمثال على ذلك : 4 + 5 = 9 و4 * 5 = 20.

إلا أنّ هذه الخاصية لا تنطبق على عملية القسمة، كما هو الحال مع 5/0 أو 0/0، إذ أنّ العدد 5/0 غير معرفٍ أو ليس له معنىً إذ ليس هناك من عددٍ إذا قمت بضربه بالعدد صفر، سيكون الناتج هو 5، أو بمعنى آخر، ناتج ضرب أي عددٍ بالصفر هو صفر، في حين أنّ الوضع مختلفٌ مع العدد 6/3 إذ يوجد عددٌ في حال قمنا بضربه بالعدد 3 سيكون الناتج 6 وهو العدد 2.

تعني هذه الخاصية أنّه في حال قمنا بجمع أي رقمين حقيقيين أو ضربهما معًا، يمكننا تغيير ترتيب الرقمين كيفما نشاء دون أن يؤثر ذلك على النتيجة، بمعنى أنّ 3 + 4 = 4 + 3 حيث أنّ النتيجة هي ذاتها وهي 7 وكذلك فإنّ: 8 * 4 = 4 * 8 والنتيجة هي نفسها 32.

حيث تشمل هذه الخاصية حالتي الضرب والجمع (توزيع الضرب على الجمع)، ففي حال كان لدينا a وb وc، أعداد حقيقية فإنّ:
c * (a + b) = c * a + c * b
وكمثالٍ على ذلك، فإنّ 2 * ( 5 + 7) = 2 * 5 + 2 * 7 = 24..

في الخاصية التجميعية، ترتيب الأعداد غير مهمٍ، ففي حال كان لدينا ثلاثة أعدادٍ حقيقية هي a وb وc، وقمنا بضربهم ببعضهم البعض، أو حتى قمنا بجمعهم، سنحصل على النتيجة ذاتها بغض النظر عن الطريقة التجميعية التي اتخذناها أي:
(a * b) * c = a * (b * c).
وكمثال على ذلك: (5 * 3) * 2 = 5 * (3 * 2) = 30

من أهم وأسهل خصائص الاعداد الحقيقية والتي تعني أنّه في حال قمنا بجمع أي عددٍ حقيقيٍّ مع العدد صفر، سيكون الناتج هو العدد الحقيقي نفسه، أي أن الصفر عنصرٌ حياديٌّ، فبفرض أنّ a عدد حقيقي سيكون a + 0 = a وكمثالٍ على ذلك: 4 + 0 = 4.

في حال قمنا بجمع العدد الحقيقي مع معكوسه، ستكون النتيجة هي الصفر دائمًا فإذا كان a عدد حقيقي سيكون a + (-a) = 0 وكمثال على ذلك: 15 + (-15) = 0.

يمكن اعتبارها ثاني أسهل خصائص الاعداد الحقيقية بعد خاصية العنصر المحايد في الجمع، وتعني أن ضرب أي عددٍ حقيقيٍّ بالعدد 1 سينتج عنه العدد الحقيقي نفسه، فلو كان لدينا a عدد حقيقي سيكون a * 1 = a وكمثالٍ على ذلك 30 * 1 = 30.

وهي تعني أنّه في حال قمنا بضرب أي عددٍ حقيقيٍّ بمقلوبه، سوف نحصل دائمًا على الرقم 1، فإذا كان a عددًا حقيقيًّا سيكون a * 1/a = 1 وكمثالٍ على ذلك 5 * 1/5 = 1..