−1

Z testwiki
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Szablon:Infobox wierszSzablon:Infobox wierszSzablon:Infobox wiersz
−1
−1 Szablon:Liczba naturalna infobox/jedności
Szablon:Liczba naturalna infobox/dziesiątki

−1 (minus jeden) – liczba całkowita poprzedzająca 0 i przeciwna do 1.

Jest to jeden ze składników tożsamości Eulera ponieważ

eiπ=1

W informatyce wartość −1 jest powszechnie stosowaną wartością początkową dla zmiennych całkowitych, jak również służy do wskazywania, że zmienna nie zawiera jeszcze żadnych użytecznych informacji.

Własności algebraiczne

Mnożenie przez −1 jest równoważne zmianie znaku liczby. Można to udowodnić korzystając z prawa rozdzielności i aksjomatu, że 1 jest elementem neutralnym mnożenia: dla danej liczby rzeczywistej zachodzi

x+(1)x=1x+(1)x=(1+(1))x=0x=0

stąd wynika, że (−1) · x jest liczbą przeciwną do x, czyli −x.

Kwadrat liczby -1

Kwadrat liczby −1, tj. −1 razy −1 równa się 1. Wynika stąd, że iloczyn ujemnych liczb rzeczywistych jest dodatni.

Algebraiczny dowód rozpoczyna równanie

0=10=1[1+(1)]

Druga równość pochodzi z definicji, że −1 jest liczbą przeciwną do 1. Korzystając z prawa rozdzielności otrzymujemy

0=1[1+(1)]=11+(1)(1)=1+(1)(1)

Druga równość jest konsekwencją faktu, że 1 jest elementem neutralnym mnożenia. Po dodaniu 1 do obu stron równości wynika, że

(1)(1)=1

Powyższa równość zachodzi w każdym pierścieniu.

Pierwiastek kwadratowy z liczby −1

Liczba zespolona i spełnia i2 = −1, i jest ona traktowana jako pierwiastek kwadratowy z liczby −1. Jedyną inna liczbą zespoloną x spełniającą równanie x2 = −1 jest −i[1]. W algebrze kwaternionów, zawierającej płaszczyznę zespoloną, równianie x2 = −1 ma nieskończenie wiele rozwiązań.

Potęgowanie do liczby ujemnej

Potęgowanie liczby rzeczywistej różnej od zera można rozszerzyć na liczby ujemne. Definiuje się że

x1=1x

co oznacza, że podnoszenie do potęgi −1 jest równoważne znalezieniu liczby odwrotnej. Następnie definicję tę rozszerza się na pozostałe liczby ujemne korzystając z reguły

xaxb=x(a+b)

gdzie a i b to dowolne różne od zera liczby rzeczywiste.

Potęgowanie do liczby ujemnej można rozszerzyć na odwracalne elementy pierścienia, przez zdefiniowanie x−1 jako elementu odwrotnego do x.

Zapis cyfrowy

Są różne metody kodowania wartości −1 (a w ogólności liczb ujemnych) w technice cyfrowej. Najbardziej powszechnym jest kod uzupełnień do dwóch. Ponieważ zapis ten może również oznaczać dodatnią liczbę w standardowym zapisie binarnym, należy uważać aby ich nie pomylić. Minus jeden w kodzie uzupełnień do dwóch jest identyczne z dodatnią liczbą 2n − 1, gdzie n jest liczbą bitów jaka jest wykorzystywana do zapisu wartości. Na przykład 111111112 (dwójkowo) i FF16 (szesnastkowo) w kodzie uzupełnień do dwóch oznacza −1, ale również 255 w zapisie standardowym.

Przypisy

Szablon:Przypisy