为什么数学里的1+1等于2要证明 (为什么1+1=2不等于3)

当被问道为什么1+1=2时,我们的回答常常是:

设想 桌上有一个苹果,再放一个苹果,就有了2个苹果,这就是1加1=2。

为什么1+1=2不等于零呢,1+1=2是数学第一性原理吗

生活中这样理解是可以的,但数学是一门严格的学科,只依靠经验或直觉是不够的。

为了从数学角度研究这个问题,我们要理解两个概念,第一.什么是1 ? 第二.什么是加法?

为什么1+1=2不等于零呢,1+1=2是数学第一性原理吗

1个苹果、1个梨是1吗?当然不是。1是一个抽象概念,是自然数的第二个数。我们所能看到的实体,都不是1,1是由这些实体所抽象归纳出来的数,。但我们可以借助1个苹果来理解1。

就好比我们无法看到“直线”,但可以通过直尺来理解直线一样。。数学的世界就是如此神奇。抽象概念可以意会,不可言传。

理解了1的概念,再来说说什么是加法。

为什么1+1=2不等于零呢,1+1=2是数学第一性原理吗

对于这个问题,皮亚诺公理系统给出了很好的解释。

皮亚诺是19世纪意大利著名数学家,皮亚诺公理,就是他提出的关于自然数的六条公理系统,皮亚诺公理是数系的基础。

为什么1+1=2不等于零呢,1+1=2是数学第一性原理吗

下面给出他的具体内容:

Ⅰ 0是自然数;

Ⅱ 每一个确定的自然数a,都具有确定的后继数a' ,a'也是自然数(例如,1'=2,2'=3等等。)

Ⅲ 0不是任何自然数的后继数;

Ⅳ同一个自然数的后继数都相等;

Ⅴ如果自然数b、c的后继数都是自然数a,那么b = c;

Ⅵ设S⊆N,且满足2个条件(i)0∈S;(ii)如果n∈S,那么n'∈S。则S是包含全体自然数的集合,即S=N。

并定义,加法是满足以下两种规则的运算:

Ⅰ ∀m∈N,0 +m =m;

Ⅱ ∀m,n∈N,n' +m = (n +m)'。

有了这套公理系统,1+1等于2就简单明了。

1 + 1= 0’ + 1 (根据自然数的公理)

= (0 + 1)’(根据加法定义Ⅱ)

= 1’ (根据加法定义Ⅰ)

= 2 (根据自然数的公理)