ملخص
يدرس هذا الدرس الترقيم الموضعي، الذي تتوقف فيه قيمة كل رقم على المنزلة التي يشغلها. ويبرهن أن كل عدد طبيعي يُكتب بطريقة وحيدة في أي أساس ، بإجراء يقوم على القسمة المتكررة على الأساس، ويعلّم كيف تُحوَّل الأعداد بين الأساس والأسس و و، وبين هذه الأسس الثلاثة الأخيرة بتجميع الأرقام الثنائية. ويبيّن أن الجمع والضرب يُحسبان في أي أساس بالقواعد نفسها التي في الأساس ، ويشرح لماذا تصح قواعد قابلية القسمة ويعمّمها على أسس أخرى، ويُختم بملاحظة عن تاريخ الترقيم وعن استعمال الأساس في الحواسيب.
أهداف التعلم
- فهم الترقيم الموضعي وحساب قيمة عدد مكتوب في أي أساس.
- البرهان على وجود الكتابة في الأساس ووحدانيتها، والحصول عليها بقسمات متتالية.
- تحويل الأعداد بين الأسس و و و، والجمع والضرب في الأساس .
- تعليل قاعدتي قابلية القسمة على وعلى في الأساس ، وتطبيقهما في الأساس وفي أسس أخرى.
الترقيم الموضعي
عند كتابة لا نجمع أربعة أرقام، بل يُضرب كل رقم في قوة لـ تتوقف على منزلته: الرقم الأول قيمته ألفان؛ والثاني، عشرتان. ويدل الرقم على أنه لا توجد مئات، وهو بشغله منزلته يُبقي الأرقام الأخرى في المنازل التي تخصها.
هذا المبدأ، المسمى الترقيم الموضعي، لا يتوقف على العدد . إذا كان عددًا طبيعيًا، يسمى الأساس، فإن الأرقام في الأساس هي الأعداد ، ومتتالية من الأرقام ، مع ، تمثّل العدد
تُكتب الأرقام متجاورة، من اليسار إلى اليمين، ويُشار إلى الأساس بدليل سفلي: مثلًا، هو العدد الذي يُكتب في الأساس بالأرقام و و و، ويُقرأ « في الأساس ». ونقول إن يشغل المنزلة ، مع عدّ المنازل من اليمين بدءًا من . والعدد الذي لا دليل سفليًا له مكتوب في الأساس . وفي الأساس لا يوجد إلا رقمان، و، ويسميان بتّين؛ وفي الأساس تلزم ستة عشر رقمًا، فتضاف إلى الأرقام العشرة المعتادة الحروف A وB وC وD وE وF، وقيمها و و و و و.
غير أن قيمة عدد مكتوب في الأساس يمكن حسابها بإخراج عاملًا مشتركًا مرة بعد مرة، مما يغني عن حساب القوى: تلك هي قاعدة هورنر.
من أجل كل ولكل الأعداد ، يُحصل على مجموع الجداءات بالانطلاق من وتكرار العملية الآتية مرة: الضرب في وإضافة المعامل الذي يليه.
البرهان استقراء على لا يستعمل إلا خاصية التوزيع. والعبارة هي قيمة كثيرة الحدود عند ، وهي ، وسيعود إليها الدرس الخاص بـجبر كثيرات الحدود.
البرهان
الخطوة الأولى: من أجل ، يؤول الطرفان كلاهما إلى ، لأن القاعدة لا تُجري أي عملية.
فرضية الاستقراء: تصح القاعدة لكل مجموع من حدًّا، بمعاملات كيفما كانت، يمتد حتى القوة .
ليكن مجموع يمتد حتى . بخاصية التوزيع، نُخرج عاملًا مشتركًا من كل الحدود ما عدا الأخير.
ما بين القوسين له شكل فرضية الاستقراء، بالمعاملات ؛ فيُكتب بالقاعدة، وبضربه في وإضافة نحصل على القاعدة من أجل . وبمبدأ الاستقراء، تصح من أجل كل .
احسب العدد الذي يُكتب في الأساس على الشكل ، بطريقتين: بجمع قيم المنازل وبقاعدة هورنر.
البرهان
يُضرب كل رقم في قوة المقابلة لمنزلته: و و و.
نحسب القوى والجداءات، ثم نجمع.
بقاعدة هورنر نُخرج عاملًا مشتركًا من الحدود الثلاثة الأولى، ثم من الحدين الأولين داخل القوسين.
يجري الحساب من الداخل إلى الخارج: يُضرب كل ناتج في الأساس ويضاف إليه الرقم الذي يليه. فنحصل على القيمة نفسها، دون أي قوة.
جارٍ تحميل المحتوى…