Путешествие в историю чисел

Система счисления – это совокупность приемов и правил для обозначения и именования чисел. Люди научились считать очень давно, еще в каменном веке. У некоторых племен Австралии и Полинезии до последнего времени было только два числительных: «один» и «два». Как только люди научились считать у них возникла потребность записывать числа. Находки археологов на стоянках первобытных людей свидетельствуют о том, что первоначально количество предметов отображали равным количеством каких либо значков.

Примерно в третьем тысячелетии до нашей эры египтяне придумали свою числовую систему, в которой для обозначения ключевых чисел 1, 10, 100 и так далее использовались специальные значки иероглифы. Вот они: Обозначение чисел и счет в Древнем Египте С течением времени эти знаки изменились и приобрели более простой вид: Все остальные числа составлялись из этих ключевых символов при помощи операции сложения. Например, чтобы изобразить 3 252, рисовали три цветка лотоса (три тысячи), два свернутых пальмовых листа (две сотни), пять дуг (пять десятков) и два шеста (две единицы):

Система счисления называется непозиционной, если в ней количественные значения символов, используемых для записи чисел, не зависят от их положения (места, позиции) в коде числа. Система счисления Древнего Египта является непозиционной. Особую роль у египтян играло число 2 и его степени. Умножение и деление они проводили путем последовательного удвоения и сложения чисел. Выглядели такие расчеты довольно громоздко. Например, чтобы умножить 15 на 24, составляли следующую таблицу 124 2(12)48 4(2 2)96 8(4 2)192 16(8 2)384 Примером непозиционной системы счисления, которая сохранилась до наших дней, может служить система счисления, применявшаяся более двух с половиной тысяч лет назад в Древнем Риме.

Римская система счисления В основе римской системы счисления лежат знаки I (один палец) для числа 1, V (раскрытая ладонь) для чис­ла 5, X (две сложенные ладони) для 10, а также специальные знаки для обозначения чисел 50, 100, 500 и Обозначения для последних четырех чисел с течением времени претерпели значительные изменения. Ученые предполагают, что первоначально знак для числа 100 имел вид пучка из трех черточек наподобие русской буквы Ж, а для числа 50 вид верхней половинки этой буквы, которая в дальнейшем трансформировалась в знак L: Для обозначения чисел 100, 500 и 1000 стали применять первые буквы соответствующих латинских слов (Centun сто, Demimille половина тысячи, Mille тысяча). Чтобы записать число, римляне использовали не только сложение, но и вычитание ключевых чисел. При этом применялось следующее правило. Значение каждого меньшего знака, поставленного слева от большего, вычитается из значения большего знака. Например, запись IX обозначает число 9, а запись XI число 11 Десятичное число 28 представляется сле­дующим образом: XXVIII = Десятичное число 99 имеет такое представление: ХС1Х =

Действительно, в соответствии с приведенным выше правилом, число 1995 можно записать, например, следующими способами: МСМХСV = ( ) + ( ) + 5, МDССССLХХХХV , МVМ = ( ), LDVD = ( ) и так далее. В наши дни любую из римских цифр предлагается записывать в одном числе не более трех раз подряд. На основании этого построена таблица, которой удобно пользоваться для обозначения чисел римскими цифрами: Единицы ДесяткиСотни Тысячи 1 I10 X100 С1000 М 2 II20 XX200 СС2000 ММ 3 III30 XXX300 ССС3000 МММ 4 IV40 ХL400 СD 5 V50 L500 D 6 VI60 LХ600 DС 7 VII70 LХХ700 DСС 8 VIII80LХХХ800 DССС 9 IX90 ХС900 СМ Откройте рабочую тетрадь и пользуясь таблицей выполните задания стр , 14

Алфавитные системы счисления Наряду с иероглифическими в древности широко применялись алфавитные системы счисления, в которых числа изображались буквами алфавита. Так, в Древней Греции числа 1, 2,..., 9 обозначали первыми девятью буквами греческого алфавита: = 1, = 2, = 3 и так далее. Для обозначения десятков применялись следующие девять букв: = 10, = 20, = 30, = 40 и так далее. Для обозначения сотен использовались последние девять букв: = 100, = 200, = 300 и так далее. Алфавитной нумерацией пользовались также южные и восточные славянские народы. Над буквой обозначавшей цифру ставили специальный значок «титло»

Так как запись чисел с помощью алфавитной системы счисления была достаточно сложна, то в старину на Руси среди простого народа широко применялись системы счисления, отдаленно напоминающие римскую. С их помощью сборщики податей заполняли квитанции об уплате подати ясака (ясачные грамоты) и делали записи в податной тетради. Вот текст закона об этих так называемых ясачных знаках: «Чтобы на каждой квитанции, выдаваемой Родовитому Старосте, от которого внесен будет ясак, кроме изложения словами, было показано особыми знаками число внесенных рублей и копеек так, чтобы сдающие простым счетом сего числа могли быть уверены в справедливости показания. Употребляемые в квитанции знаки означают: Дабы не можно было сделать здесь никаких прибавлений, все таковые знаки очерчивать кругом прямыми линиями.» Например, 1232 рубля 24 копейки изображались так:

Позиционные системы счисления позиционной Система счисления называется позиционной, если количественные значения символов, используемых для записи чисел, зависят от их положения (места, позиции) в коде числа. Французский математик Пьер Симон Лаплас ( ) такими словами оценил «открытие» позиционной системы счисления: «Мысль выражать все числа немногими знаками, придавая им значение по форме, еще значение по месту, настолько проста, что именно из-за этой простоты трудно оценить, насколько она удивительна.» Основные достоинства любой позиционной системы счисления простота выполнения арифметических операций и ограниченное количество символов, необходимых для записи любых чисел.

Идея приписывать цифрам разные величины в зависимости от того, какую позицию они занимают в записи числа, впервые появилась в Древнем Вавилоне примерно в III тысячелетии до нашей эры. До нашего времени дошли многие глиняные таблички Древнего Вавилона, на которых решены сложнейшие за­дачи, такие как вычисление корней, отыскание объема пирамиды и др. Для записи чисел вавилоняне использовали всего два знака: клин вертикальный (единицы) и клин горизонтальный (десятки). Все числа от 1 до 59 записыва­лись с помощью этих знаков, как в обычной иероглифической системе. Все число в целом записывалось в позиционной системе счисления с основанием 60. Поясним это на примерах.

В привычной нам системе счисления для записи чисел используются десять различных знаков {цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9). Поэтому ее называют десятичной. Из двух написанных рядом одинаковых цифр левая в 10 раз больше правой. Не только сама цифра, но и ее место, ее позиция в числе имеют определяющее значение. Поэтому данную систему счисления называют позиционной. Потребовалось много тысячелетий, чтобы люди научились называть и записывать числа так, как это делаем мы с вами. Начало этому было положено в Древнем Египте и Вавилоне. Дело в основном завершили индийские математики в V-VII веках нашей эры. Важным достижением индийской науки было введение особого обозначения для пропуска разрядов нуля. Арабы, познакомившись с этой нумерацией первыми, по достоинству ее оценили, усвоили и перенесли в Европу. Получив название арабской, эта система в XII веке нашей эры распространилась по всей Европе и, будучи проще и удобнее остальных систем счисления, быстро их вытеснила. Выполните в рабочей тетради упражнения: 11, 16, 17 (1,2) Выучите записанные определения Выполните в рабочей тетради 12, 15, 17(3,4,5)