在數學中,負一寫作 ,是 的加法逆元,即當 加上 之後就變為 。 是介於 與 0 之間的整數,亦是最大的負整數。
負一與歐拉恆等式相關聯,此恆等式表示為。
在軟體開發中,用來表示變量包含無用的信息,亦能作為函數錯誤時的傳回值。
在编程语言中,取决于第一个元素是用 0 还是 1 表示, 可以用来索引数组的最后一个元素,或者倒数第二个元素。
和 有许多相似但略有不同的特性。
代數性質
將一數字乘上-1的動作,等價於將此數值變號。藉由分配律,以及1是乘法運算的單位元之公理,對於實數x,我們得到
:x+(-1)\cdot x=1\cdot x+(-1)\cdot x=(1+(-1))\cdot x=0 \cdot x=0
這裡我們使用了「任意實數x乘上0等於0」,將x從等式中約掉。
:0\cdot x=(0+0)\cdot x=0\cdot x+0\cdot x \,
或直角坐標系上的0, 1, −1, i, 和 −i]]
也就是,
:x+(-1)\cdot x=0 \,
故(−1) · x是 x的相反數。
負一平方
−1的平方亦即−1乘於−1,等於1。意即,兩負實數相乘為一正實數。
代數證明此結果
:0 =-1\cdot 0 =-1\cdot [1+(-1)]
第一個等式取自上一段落的結果。第二個等式是根據「−1是1的加法逆元」。
再使用分配律,我們得到
:0 =-1\cdot [1+(-1)]=-1\cdot1+(-1)\cdot(-1)=-1+(-1)\cdot(-1)
第三個等式依據是:1是乘法運算的單位元。然後在等式前後加上1
:(-1) \cdot (-1) = 1
以上運算適用於任意環。
負一的平方根
複數i滿足,也可視為-1的平方根。另一个能滿足x2 = −1的複數x是−i。四元數的代數包含複數平面,等式x2 = −1擁有無限多組解。
負一的乘冪
我們定義x^{-1} = \frac {1}{x},即代數x的−1次方,或代數x的倒數。可將此定義結合指數定律x^a\cdot x^b= x^{a+b} \ a,b\in \R 。
負數整數形式的指數可以拓展到環的逆元素,定義x^{-1}作為x的乘法逆元。
函式或矩陣右上的-1不是指數,而是反函數與反矩陣。例如:f^{-1}(x)是f(x)的反函數,\sin^{-1}(x)是反正弦函數。
负一的对数
包括-1在内的所有负数在实数域中是没有对数的,但在复数域,根据欧拉恒等式,可以得出-1的自然对数\ln {(-1)}=i\pi。
維數
空集的歸納維數被定義為-1。在中,空多胞形的維數亦被定義為-1。
計算機的表示法
大多數計算機系統使用二補數來表示負整數。此系統中,所有位元皆為一以表示-1,若以8-bit有符號整數表示,即為二进制的"11111111",或十六進位制的"FF"。若將-1解讀為n位無符號整數,n個1將表示為2n − 1,且較有符号整數系統能容納更大數值。例如,8-bit的"11111111"表示為。
在Setun計算機中 -1以倒轉的阿拉伯數字一「」表示。
參見條目
- 1:-1的相反數
- 数表
參考文獻
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