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由0是自然數引發的思考論文

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隨着九年義務教育小學數學教材(試用修訂版),把0劃歸自然數後,一些數的概念是否發生變化,引起小學了數學教師的關注。無論是在日常的教研活動,還是教師私下交流,或是因特網上的教育論壇,都有許多教師提出疑問,引發了大家的思考。

由0是自然數引發的思考論文

思考之一:爲什麼要把0劃歸自然數。

從歷史上看,國內外數學界對於0是不是自然數歷來有兩種觀點:一種認爲0是自然數,另一種認爲0不是自然數。建國以來,我國的中小學教材一直規定自然數不包括0。目前,國外的數學界大部分都規定0是自然數。爲了方便於國際交流,1993年頒佈的《中華人民共和國國家標準》(GB 3100—3102—93)《量和單位》(11—2。9)第311頁,規定自然數包括0。所以在近幾年進行的中小學數學教材修訂中,教材研究編寫人員根據上述國家標準進行了修改。即一個物體也沒有,用0表示。0也是自然數。

思考之二:最小的一位數是“1”還是“0”?

0是最小的自然數,那麼最小的一位數是“1”還是“0”?在0沒有歸入自然數以前大家都很清楚,最小的一位數是1。那麼,現在0也成爲自然數了,最小的一位數還是1嗎?這是許多教師提出的疑問,筆者認爲最小的一位數還是1。

因爲,0表示一個物體也沒有,在記數法中是表示空位的一個符號,如3005裏“0”就分別表示這個數的十位、百位、都是空位。這次調整雖然將“0”劃歸自然數,然而對幾位數的概念並沒改變。關於“幾位數”是這樣定義的“只用一個有效數字表示的數,叫做一位數,只用兩個有效數字,其中左邊第一個數字是有效數字來表示的數就叫做兩位數……”假設0也算作一位數的話,那麼最小的兩位數是“10”還是“00”呢?那麼最小的三位數、四位數……又是多少呢?

《九年義務教育六年制小學數學第八冊教師教學用書》第98頁“關於幾位數”是這樣敘述的:“通常在自然數裏,含有幾個數位的數,叫做幾位數。例如,2,含有一個數位的數,叫做一位數;30含有兩個數位的數,叫做兩位數;405含有三個數位的數,叫做三位數……但是要注意:一般不說0是幾位數。

所謂最大的幾位數,最小的幾位數,通常也是在非零自然數有範圍來說。所以,最大一位數是9,最小一位數是1;最大兩位數是99,最小兩位數是10;最大三位數是999,最小三位數是100……”

綜上所述,“0”雖然是最小的自然數,但仍然不能稱爲“一位數”,更不能稱爲最小的一位數。

思考之三:自然數的計數單位還是“1”嗎?

大家都知道,0是自然數中最小的一個。0加1得1,1加1得2 ,2加1得3,……這樣繼續下去可以得到任意一個自然數。而從自然數的排列順序可知,後面一個自然數比前面一個自然數多1。因此,任何一個自然數都是由若干個1合併而成,所以1是自然數的單位。0可以看成是由0個1組成的自然數。

思考之四:0是其它非零自然數的倍數嗎?

《九年義務教育六年制小學數學》第十冊中,關於“數的整除”及“約數和倍數”的定義並未做任何改變,教材第54頁就有這樣的敘述:“因爲0也能被2整除,所以0也是偶數”。以此類推,0能被所有非零自然數整除,根據約數倍數的定義,0是任何非零自然數的倍數,任何非零自然數都是0的約數。但考慮到研究分解質因數、最大公約數、最小公倍數時,一般限於非零自然數範圍內,如講最小公倍數時,是把0排除在外的。爲此,《九年義務教育六年制小學數學》第十冊50頁明確指出:“爲了方便,以後在研究約數和倍數時,我們所說的數一般不包括0”。這樣就避免了一些不必要的麻煩。但過去的一些說法就必須加以糾正了。例如:“一個自然數的最小倍數是它本身”、“自然數的約數的個數是有限的”等,這樣的結論必須糾正。

思考之五:0是不是合數?

過去,在教學中,關於自然數的組成,有兩種情況:一是所有奇數和所有的偶數組成自然數集合;二是所有的質數與所有的合數及1也組成自然數集合。現在0也成爲了自然數集合的一員,因而有許多教師提出這樣的.問題:0是不是合數?

前面已經談過了,以後“在研究約數和倍數時,我們所說的數一般不包括0”,但作爲一種學術研究,進行探討也未嘗不可。筆者以爲,0的約數有無數個,根據《九年義務教育六年制小學數學》第十冊中關於合數的定義:“一個數,如果除了1和它本身還有別的約數,這樣的數叫做合數。”似乎應該把0劃歸爲合數範圍,但仔細一想0是個特殊的自然數,因爲所有非零自然數都有“本身”這個約數,如,1是1的約數,2也是2的約數……,而0這個自然數恰恰少了“本身”這個約數,因此,也不能歸爲合數。試想:假設如果0是合數,那麼它能用質因數相乘的形式表現出來嗎?這就與“每個合數都可以寫成幾個質數相乘的形式”產生了矛盾。所以,我主張把0劃歸爲“既不質數,也不是合數”範圍。當然了,這需要權威機構和專家們的認定。但我認爲,目前在沒有明確0是不是合數的情況下,還是以迴避爲好。

思考之六:“任何相鄰的兩個自然數是互質數”對嗎?

0沒有成爲自然數時,這一結論毫無疑問是正確的。現在0也是自然數,我們只要研究“0和1”這兩個相鄰的自然數是不是質數,就行了。根據《九年義務教育六年制小學數學》第十冊中關於互質數的定義:“公約數只有1的兩個數,叫做互質數。”筆者認爲,0的約數有無數個,而1的約數只有一個,那就是它本身。綜上所述,0和1的公約數只有“1”,因此,0和1是互質數。自然,“任何相鄰的兩個自然數是互質數”這個結論也是正確的。