进位制与位值制

2022-04-13 02:30:09   文档大全网     [ 字体: ] [ 阅读: ]

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进位
[科目] 数学

[关键词] 十进制/二进制/初中 [文件] sxbj19.doc [标题] 进位制与位值制 [内容]

进位制与位值制

当我们把物体同数相联系的过程中,会碰到的数越来越大,如果这种联系过程中,只用我们的手指头,那么到了“十”这个数,我们就无法数下去了,即使象古代墨西哥尤里卡坦的玛雅人把脚趾也用上,只不过能数二十。我们显然知道,数是可以无穷无尽地写下去的,因此,我们必须把数的概念从实物的世界中解放出来,抽象研究如何表示它们,如何对它们进行运算。



譬如36082中国古代表示成|||O| 这样的方法称之为位值制,即同样的符号在不同的位置上表示不同级别的数值。印度与中国的这种记数法称之为“十进位值制”记数法,这是最科学的记数法。中国古代的这种记数法,是个位用纵式,十位用横式,千位又用纵式,以此类推,这比起印度的记数法还是麻烦一点,所以印度记数法在世界通行。据传,14纪前后欧洲人才从阿拉伯人那里学会了印度人的十进位值制记数法,还误以为是阿拉伯人发明的,称之为阿拉伯数字。当时,欧洲那些受过教育的贵族们,把这种十进位值制记数法当作一种招待客人的游戏

选择10作为我们记数体系的基数,也许是因为我们有10个手指头。从原则上讲,我们可以选用任何一个数作基数,说来也巧,不管我们采用哪一个数作为基数,都可以实行位值制,并且十进位值制记数法,并不依赖于10这个特殊数,而能任意转换为其他基数。

我们先来考察十进位值制的8349这个数,我们可以通过以下步骤,顺序得出这个数各个数位上的数字:

余数

8349÷10=834+9 834÷10=83+4 83÷10=8+3 8÷10=0+8

把这几个余数逆序从左写到右,便得到(834910

我们再来选另一种基数的记数法进行同样的步骤,比如用6作为基数吧。


余数

8349÷6=1391+3 1391÷6=231+5 231÷6=38+3 38÷6=6+2 6÷6=1+0 1÷6=0+1

从而可得(1023536 =834910

十进位值制记数法另一大优点,在于数的运算可以简化成单个数字的运算。比如35×46可以简人为35×(40+6=35×40+35×6,其中35×40=35×4×10,而35×4=30×4+5×4,进一步有30×4×1035×6=30×6+5×6,而30×6=3×6×10,其中10只不过是升级单位。这样,只要记住,123456789这九个数字的加法表和乘法表就可以了,通常我们在孩童时代就已背得滚瓜烂熟了。当我们用比10大的数作为基数时,需要增加数字符号,因而它们之间的加法表和乘法表也要增加记忆的负担。在我们用比10小的数作为基数时,也要付出一定的代价。虽然数字符号少了,加法表和乘法表相对简单了,但是数位增多了。比如基数为3时,只剩下012三个符号,加法表、乘法表分别为:

+ 0 1 2 × 0 1 2 0 0 1 2 0 0 0 0 1 1 2 10 1 0 1 2 2 2 10 11 2 0 2 11

但是(834910=1021100203

我们还可以进一步把基数减上至2,这已是最小基数了。除了01两个符号,再不需要其他符号,只需要专心记住1+1=10即可。但是,一个数用二位进值制表示时,所需要的位数长度大约等于十进位值制表示时所需要的位数长度的3

1

倍,比如(9910=11000112 3

不过。这种记数法在电子计算机中却具有很强的实用性,因为运算简单,而多进行几次运算,对于电子计算机是不在乎的。比如:1110012×(10112可以表示为

111001 × 1011 111001 111001 111001

1001110011

综上所述,在记数中进位制决定记数时基数的大小,而位值制决定记数时采用的符号的多少以符号的布置方式。其中还有许多奇妙的性质值得我们去探索,去研究。比如在10位制记数法中,数24568的倍数,最后一位数的数字会重复出现几个数字;而1379的倍数,最后一位数的数字却把所有记数符号的数字都轮遍了。这种差异是什么原因引起的呢?进而,在7进位值制、12进位值制记数法中,会有这种现象吗?请读者自己研究一番。


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