−2

在數學中,負二是距離原點兩個單位的負整數,,是的加法逆元或相反數,介於與之間,亦是最大的負偶數。除了少數探討整環質元素的情況外,一般不會將負二視為質數。

負二有時會做為冪次表達平方倒數,用於國際單位制基本單位的表示法中,如m s-2,類似地負二有時也會用於表達除負一外的其他無效情況,例如在整數數列線上大全中,負一作為不存在、負二作為此解是无穷。

性質
*負二為第二大的負整數。最大的負整數為負一。因此部分量表會使用負二作為僅次於負一的分數或權重。
*負二為負數中最大的偶數,同時也是負數中最大的。
*負二為格萊舍χ數
*負二為第6個擴充貝爾數(complementary Bell number,或稱Rao Uppuluri-Carpenter numbers ),前一個是1後一個是-9。

  • 負二為最大的殭屍數。

*負二為最大能使\tan n > \left| n \right|的負整數。

  • 負二能使二次域\mathbb{Q}[\sqrt{d}]的類数為1,亦即其整數環為唯一分解整環。而根據,有此性質的負數只有9個,其對應的自然數稱為黑格纳数。

**此外負二也能使二次域\mathbb{Q}[\sqrt{d}]成為簡單歐幾里得整環(simply Euclidean fields,或稱歐幾里得範數整環,Norm-Euclidean fields)。有此性質的負數只有-11, -7, -3, -2, -1。若放寬條件,則負十五也能列入。
*負二為從1開始使用加法、減法或乘法在2步內無法達到的最大負數。1步內無法達到的最大負數是負一、3步內無法達到的最大負數是負四,其透過整數的運算難度對NP = P與否在代數上進行探討。
*負二為2階的,即H_2 = H_2(0) = -2\,。
**同時,負二也是唯一一個素的埃尔米特数。
*,同時滿足\left| n \right| !-n^2=n,即\left| -2 \right| !-(-2)^2=-2。此外,n!-2^n當n為2和3時結果也為負二。
*負二能使k(k+1)(k+2)為三角形數。所有整數只有9個數有此種性質,而負二是有此種性質的最小整數。這9個整數分別為-2, -1, 0, 1, 4, 5, 9, 56和636。

負二的因數
負二的擁有的因數若負因數也列入計算則與二的因數(含負因數)相同,為-2、-1、1、2。根據定義一般不對負數進行質因數分解,雖然能將-1提出來計為-1\times 2,因此2可以視為負二的質因數,但不能作為負二的質因數分解結果。雖然不能對負二進行整數分解,由於負二是一個高斯整數,因此可以對負二進行高斯整數分解,結果為i\times(1+i)^2,其中1+i為高斯質數、i為虛數單位。

負二的冪
負二的前幾次冪為 -2、4、-8、16、-32、64、-128 正負震盪,其中正的部分為四的冪、負的部分與四的冪差負二倍,因此這種特性使得負二成為作為底數可以不使用負號、二補數等輔助方式表示全體實數的最大負數,並在1957年間有部分計算機採用負二為底之進位制的數字運算進行設計,類似地,使用2i則能表達複數。

負二的冪之和是一個发散几何级数。雖然其結果發散,但仍可以求得其廣義之和,其值為。
:\sum_{k=0}^{n} (-2)^k = 1 − 2 + 4 − 8 + …
若考慮几何级数的計算公式,則有:
: \sum_{k=0}^\infty a r^k = \frac{a}{1-r}.
在首項a = 1且公比r = −2時,上述公式的結果為。然而這個級數應為發散級數,其前幾項的和為:
:1, -1, 3, -5, 11, -21, 43, -85, 171, -341....
這個級數雖然發散,然而歐拉對這個級數的結果給出了一個值,即,而這個和稱為。

負二次冪
{{函數圖形|title=數的負二次冪x^{-2}示意圖|start=-2|end=2|sampling=100|width=200|height=100|number class=複數
|range(x,-3,-0.25)^(-2)|range(x,0.25,3)^(-2)
|colors=#0000FF,#0000FF
|1 name=x^(-2)|2 name=1/(x^2)
|caption=一個可以代表數的負二次冪x^{-2}的函-{}-數圖形。數的負二次冪亦可以用平方倒數來表示,即x^{-2}=\frac{1}{x^2}}}
若一數的冪為負二次,則其可以視為平方的倒數,這個部分用於函數也適用,而日常生活中偶爾會用于表示不帶除號的單位,如加速度一般計為m/s2,而在國際單位制基本單位的表示法中也可以計為 m s-2。

而平方倒數中較常討論的議題包括對任意實數n而言,其平方倒數n^{-2}結果恆正、平方反比定律、。其中巴塞尔问题指的是自然數的負二次方和(平方倒數和)會收斂並趨近於\frac{\pi^2} { 6 },即。

對任意實數而言,平方倒數的結果恆正。例如負二的平方倒數為四分之一。前幾個自然數的平方倒數為:

負二的平方根
負二的平方根在定義虛數單位i滿足後可透過等式\sqrt{-x} = \pm i \sqrt{x}得出,而對負二而言,則為\sqrt{-2} = \pm i \sqrt{2}{{#tag:ref|bi-imaginary number system\left\langle\sqrt{R},Z_R\right\rangle中,R為負二、Z_R為二的情況\left\langle\pm \mathrm i \sqrt{2},Z_2\right\rangle. Communications of the ACM. 3 (4): 247.|name="Knuth bi-imaginary"}}。而負二平方根的主值為i \sqrt{2}{{#tag:ref|平方根的主值即\sqrt{-x} = \pm i \sqrt{x}取正的值,對於負二而言,即\sqrt{-2} = i \sqrt{2},通常稱為「負二」或大寫「負貳」,但不應讀作「減二」,而在某些場合中,會以「零下二」表達-2,例如在表達溫度時。

在二進制時,尤其是計算機運算,負數的表示通常會以二補數來表示,即將所有位數填上1,再向下減。此時,負二計為「......11111110(2)」,更具體的,4位元整數負二計為「1110(2)」;8位元整數負二計為「11111110(2)」;16位元整數負二計為「1111111111111110(2)」而在使用負號的表示法中,負二計為「-10(2)」。

在其他領域中
*水星在地球上觀測的視星等平均約為負二等,最大亮度則為−2.48等。
*時區UTC-2表示比协调世界时慢2小时。
*((CF3)2Se)的沸点为−2 °C。

正負二
正負二(\pm 2)是透過正負號表達正二與負二的方式,其可以用來表示4的平方根或二次方程x^2 = 4的解,即\sqrt{4} = \pm{2}。正負二比負二更常出現於文化中,例如一些音樂創作或者紀錄片《±2℃》講述全球氣溫提升或降低兩度對環境可能造成的影響。

參見
*2
*2i

註釋
參考文獻

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