量 (數學)
數學量(mathematical magnitude)[1][2]、量(magnitude)[3][4],是數學物件的一種屬性,用於決定該物件比其他「同類物件」大還是小。一個「數學物件的量」是在它所屬的物件類別中排序(ordering)或排名(ranking)的顯示結果,其核心屬性是可排序性。
數學量,依語境,又稱量值[5]、量度(相對於維度)、度[6]、數值大小(numerical size)[7]、數量[8][9]、大小(size)[10][11][12]。術語 magnitude 源自拉丁語 magnus (great,大)和 -tūdō (-itude,狀態、情況或性質),漢語有大的程度、大小、量、數量、巨大、重要性之義。
數學量——「數學的量」,是非負實數,可更簡單地想成是其與同類對象比較時,放在同一測量尺度下的「長度」。數學量不依賴於物理的測量單位,例如:複數 的量是 ,這個 是一個純粹的數學屬性,用來在複數平面內進行大小比較。
實數
[編輯]「實數的量」通常稱為絕對值或模。它寫作 | x |,並以此定義:
- | x | = x , 若 x ≥ 0
- | x | = -x , 若 x < 0
這給出在實數線中從零開始的距離。例如-5的模就是|-5|=5。
複數
[編輯]相似地,「複數的量」稱為模,給出在阿爾岡圖從零開始的距離。這條給出複數的模的公式和畢氏定理一樣:
例如-3 + 4i的模為5。
歐幾里得向量
[編輯]在歐幾里得空間中,向量x的實數量,最常指歐幾里得範數,這是由歐幾里得距離引伸過來的:向量自己的內積的平方根:
在此u、v和w是分量(用x來作表記法亦可)。
例如,[4, 5, 6]的量為,即約8.775。
一般向量空間
[編輯]一般來說,量的概念可以應用到向量空間,稱為賦範向量空間。將物件對應到其量的函數稱為範數。
應用
[編輯]量永遠非負。比較的大小時,有時使用對數為尺度很有幫助;例如聲音的音量(分貝)和恆星的亮度,這些應用實際上是「物理量」。
參見
[編輯]參考
[編輯]- ^ Griffin†, J. (1978). Mathematical magnitude. International Journal of Mathematical Education in Science and Technology, 9(3), 329–331. https://doi.org/10.1080/0020739780090311
- ^ Poincaré H, Royce J. Mathematical Magnitude and Experience. Halsted GB, trans. In: The Foundations of Science: Science and Hypothesis, The Value of Science, Science and Method. Cambridge Library Collection - History of Science. Cambridge University Press; 2014:43-54.
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- ^ 紀志剛, 鄭誠, 鄭方磊. 欧几里得在中国: 汉译《几何原本》的源流与影响. 9787214049414. 2008: 152, 187, 191. ISBN 江蘇人民出版社 請檢查
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- ^ 關興華. 新汉英医学词典. 經濟日報出版社. 1994: 1529. ISBN 9787800367823.
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- ^ Harold Fletcher, Arnold A. Howell. Mathematics with Understanding: The Commonwealth and International Library: Mathematical Topics, Volume 2. Elsevier. 2014: 162. ISBN 9781483153407.
- ^ Paul J. Riccomini, Bradley S. Witzel. Response to Intervention in Math. Corwin Press. 2010: 72. ISBN 9781412966351.
- ^ Dany Spencer Adams. Lab Math: A Handbook of Measurements, Calculations, and Other Quantitative Skills for Use at the Bench. CSHL Press. 2003: 2. ISBN 9780879696344.
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