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在公元前,欧几里德“几何原本”出现了,标志着数学公理化进程的开端。实际上,几何原本的内容包括了现代的代数与数论,只不过用几何语言表述罢了。可以说,数学公理化的历史进程十分久远,绝对不是某个现代作家心血来潮、突发奇想的结果。
凡是受过普通教育的现代人几乎都还记得几何公理的魅力。这是老祖宗欧几里德的功劳,我们不可忘记。1976年,j.Keisler在无穷小微积分教材中,模仿(效法)老祖宗,给出了微积分学的公理化陈述,不算“出格”。微积分(实数系)有3组公理如下:
一、代数公理:
A. 封闭律:0与1是实数。如果a与b是实数,则a+b,ab以及-a均为实数;
B. 交换律:a+b= b+a
ab = ba
C. 结合律:a+(b+c)=
(a+b)+c a(bc) =(ab)c
D.单元律:0+a= a 1a
= a
E.逆元律:a+
(-a) = 0 a 1/a = 1 (a≠0)
F.分配律:a(b+ c)
= ab + ac
定义:正整数是:1,2=1+1,3=1+1+1,4=1+1+1+1,
二、次序公理
A. 0 < 1
B. 传递律: 如果a< b以及b<
c,则a< c
C. 分配律:a< b a
= b或b< a,其中只有一个式子成立
D.加法律: 如果a< b则a+c<
b+c
E.乘法律: 如果a< b,而且0<
c,则ac< bc
F..求根律:如果a> 0,对于任意正整数n,存在一个实数b,使得b的n次方等于a
三、完备公理:如果A为实数集合,其中x,y属于A,而且x与y之间的任何实数均属于A,则A为一个实数区间。
据此,J.Keisler说,利用前两组公理可以构建无数的“表达式”与“陈述句”(用等式或不等式连接两个“表达式”即可组成“陈述句”)。微积分的全部内容就是“陈述句”的大集合,其他“空话”均不相干。实质上,模型论就是:代数+逻辑。无穷小微积分就是由数理逻辑模型论所导演的一门数学基础学科。由此构建的无穷小微积分与欧几里德几何学一样,是一个逻辑推理体系,全部数学结论(定理)都是由公理推导出来的。
现在,无穷小微积分才开场(热身运动),高潮还在后面。
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