謝邀

倘若你說的是數零。

設在實數域上有第二個零元0`

0=0`+0=0`

所以有0=0`

於是零元唯一。

於是0=0得證。

這個既可以當做公理,也可以通過推導而來。

我認為更重要的是掌握搭建數系的基本思想。


emm,這個應該不需要的吧

但高代裡面是要證明零元只有一個,題主這個如果只是要證數字的相等,那不需要,如果題主的意思是證零元有一個,那麼就需要了


請先定義0與=與0的含義。


不需要,原因其他答主已經說了.

與其思考 [公式] ,不如來思考以下兩個命題吧.

  1. 證明 [公式]
  2. 證明 [公式]


這個命題是一種叫做(亞里士多德)恆等律(law of identity)的命題的直接推論。它在具體理論裡面,也稱為「XX YY 的反身性」。例如,放到命題邏輯里,你可以討論「命題邏輯等價的反身性」(XX=「命題」YY=「邏輯等價」)。放到有類的集合論里,你可以討論「類相等的反身性」(XX=「類」YY=「相等」)。如果你的公理化方案是一種極簡主義風格,恆等律一般會被採納為公理。那麼,作為一條定理,恆等律(對你提到的命題也是一樣)自然可以通過公理證明出來。在這種情況下,「0=0」並不是公理的直接推論。反之,你接納恆等律作為公理,「0=0」就是個簡單的直接推論,這太淺顯了,你就會說「無需證明」。

舉例來說,你在處理命題邏輯時採納以下四條作為公理:(參見《Principia Mathematica》)

甲、(φ→(ψ→φ))乙、((φ→(ψ→χ))→((φ→ψ)→(φ→χ)))丙、((?φ→?ψ)→(ψ→φ))丁、已知 φ 和 (φ→ψ) 得 ψ那麼,你會發現恆等律 (φ?φ) (也就是《Principia Mathematica》的定理 *4.2,Principle of identity for logical equivalence)的證明並不是這麼顯然的。

我演示一下證明引理 (φ→φ)。(沒有任何魔法,只不過是一些字元串查找與替換的遊戲。)

先證引理 (φ→φ) 的引理 1:已知 ((φ→(ψ→χ)) 得 ((φ→ψ)→(φ→χ)))

a) 根據引理 1 的假設,有 ((φ→(ψ→χ))

b) 根據公理乙,有 ((φ→(ψ→χ))→((φ→ψ)→(φ→χ)))c) 現在已知 ((φ→(ψ→χ)) 和 ((φ→(ψ→χ))→((φ→ψ)→(φ→χ))),根據公理丁,得 ((φ→ψ)→(φ→χ)))

再證引理 (φ→φ) 的引理 2:已知 (φ→ψ) 和 (φ→(ψ→χ)) 得 (φ→χ)

a) 根據引理 2 的假設,有 (φ→ψ)b) 根據引理 2 的假設,有 (φ→(ψ→χ))c) 現在已知 (φ→(ψ→χ)),根據引理 1,得 ((φ→ψ)→(φ→χ)))d) 現在已知 (φ→ψ) 和 ((φ→ψ)→(φ→χ))),根據公理丁,得 (φ→χ)

證明引理 (φ→φ)

a) 根據公理甲,有 (φ→(φ→φ))

b) 根據公理甲,有 (φ→((φ→φ)→φ))

c) 現在已知 (φ→(φ→φ)) 和 (φ→((φ→φ)→φ)),根據引理 2,得 (φ→φ)

你可以自己試著從上面四條公理出發,中間利用引理 (φ→φ) 來證明恆等律 (φ?φ)。你會發現並不是很輕鬆,要不然懷特海德和羅素也不會拖到 *4.2 才證明這個。(較低難度:你還可以把上面這段證明過程變成一個填字遊戲——把文本複製下來,將 φ, ψ, χ 都換成空白,保留別的,看看能不能還原。)

回到證明「0=0」,你需要恆等律「A=A」。在一個有類的集合論里,你會把「0」處理成一個類的常量,這樣「0=0」是「A=A」的直接推論。假設你已完成謂詞邏輯的準備工作,你大概還需外延公理和類相等關係的定義,通過數十行如上一般的基礎步驟(要是從公理甲那裡開始算的話,證明的花費可是近千行了),你最後能證明「A=A」和「0=0」。你要是只想看個梗概的話,你可以參見奎因的《Set Theory and Its Logic》的定理 6.4。

萬一你不是集合論的粉絲,那麼你可能會想從極簡主義的自然數算術公理系統(皮亞諾公理)出發,來證明「0=0」。相信我,那是一個更為漫長的征程。當然,你可以在極簡主義上做點妥協,將相等「=」的概念從集合論或是自然數算術等具體理論中解放出來,在謂詞邏輯這一層面探討它,塔斯基的《A Simplified Formalization of Predicate Logic with Identity》為你指了條明路,你可以看引理 6。(順帶一提,這個引理位於全篇三分之一處,除開客套話,前面還有 6 頁的「準備工作」。)

綜上,我的結論是,你的個性如果是喜歡挑戰的那種,那麼 0=0 就需要證明。否則,你接納恆等律作為公理,然後省掉那種一句話的「證明」,那就是無需證明了。哦,原來是個主觀問題

最後,補充一下,你要是一個真正的挑戰者的話,你可以想一想 (2+2)=(1+3),或是 2×3≠5 之類的問題。(你猜猜這些個數字是不是複數。)我的觀察是,這些問題的嚴格形式化證明(字元串查找與替換的遊戲)需要花費的基礎步驟(行數)就比 0=0 要高出了一兩個數量級。除了挑戰精神,你如果還有足夠的毅力和技巧,你可以想一想「自然對數的底 e 是超越數」之類的問題,難度至少又提升了一個數量級(數十萬行的基礎步驟)。(今年 4 月份,「自然對數的底 e 是超越數」已由 Glauco Siliprandi 在前人的基礎上挑戰成功,我確定不是愚人節惡作劇。)


不需要。自身一定等於自身。這是等於的定義裡面的一個條件。


我覺得需要證明。不過在證明這個問題之前,我想先麻煩您證明一下,你自己就是你自己


不知道是什麼需要證明

以我的觀點來看這玩意不用證明吧?

畢竟左右是一個東西,根據等號的定義,這個式子就成立了

不知道題主說的證明是這個意思嗎


不需要,這是「等於」的定義。

就好像定義素數是只有兩個不同因數的整數(不糾結正負),你來問「只有兩個不同因數的是素數需要證明嗎?」當然是不用。


不需要,因為等式是恆成立的。


有個很有意思的,不過不一定正確,聽聽就可

0>0,這麼解釋,第一個0是準確的數值,是數軸上的那個0點,然而現在有一個1/n,n始終大於0,當n→∞,也是可以認為1/n=0,然而總有微小的差距,不是準確的0。

比如極限圓的舉例,x2+y2+z2=1且(x,y,z≠0)如何使得這個等式成為圓,z=0就可以,然而這樣與z≠0違背,如何做呢,z接近0就行,換句話說,|z|-0=a,這個a很小很小,以至於可以認為z=0,此時x2+y2+z2=1就變成了x2+y2=1,一個極限圓就有了,另外y=x+1這個函數是否可以認為是曲線,應該可以,y=x+1這條直線是一個半徑無窮大的圓的圓弧。

這個舉例只是說0比較特殊


0=0可以證偽啊,一維框架邏輯在二維,三維,四維等高緯度就是不確定性的。舉例進位,進位就說明脫離了一維進入二維框架了。0此時就可能不等於0


以下內容包含個人見解,歡迎討論或指正。

首先回答題主的問題:需要

不願意聽廢話的可以直接到最後看結論。

實際上,對於題主的問題,有很多地方是沒有明確定義的:0是什麼?=是什麼?「需要證明」又是什麼?

姑且先不論0的含義,將其認為是一個「表示某個東西」的符號。但「=」的定義就不能這麼糊弄過去,否則這個問題就沒有什麼意義了。那麼「=」究竟是什麼?

wiki的「相等」詞條是這麼說的:

在數學的領域中,若兩個數學對象在各個方面都相同,則稱他們是相等的。這就定義了一個二元謂詞等於,寫作「=」;x=y當且僅當x和y相等。通常意義上,等於是通過兩個元素間的等價關係來構造的。將兩個表達式用等於符號連起來,就構成了等式,例如6-2=4,即6-2與4是相等的。

這裡給「=」下了一個定義,但仍然沒有說明什麼叫「在各個方面都相同」。實際上,這個定義也是模糊不清的:這裡的「相同」是什麼含義?「在各個方面」又是指哪些方面?6-2=4成立,但左邊是一個由減號連接的式子,右邊是一個數。那麼這一區別是否是不包含在「各個方面」內的?

由此可見,一個對象的定義不斷往上追溯,總有一些東西是沒有良好定義過的。因此,不得不存在一些東西是「不定義自明」的。這與公理化有些相似:為了說明一些命題的真假性,不得不定義一些命題是「不證自明」的。

回到這個問題。由於總有一些東西是沒有辦法定義的,那不妨將等號作為定義的起點。也就是說,等號的意義就是我們日常生活中所認為的那樣。等號兩邊的東西應該是一樣的,或者在一定範圍內是一樣的。從而我們賦予等號一些性質(仍然從wiki抄下來):

替代性:對任意量a和b和任意表達式F(x),若a=b,則F(a)=F(b)(設等式兩邊都有意義)。

自反性:對任意量a,a=a。對稱性:如果a=b,那麼b=a。傳遞性:如果a=b,b=c,那麼a=c。

(其中對稱性和傳遞性可以由替代性和自反性推出。還有一個反對稱性由於比較特殊且我也不太看得懂(霧)就不在此列出)

那麼題主的問題可以以如下方式證明:

由於0是一個量,根據自反性,0=0。

(此處要默認0是一個量。但實際上什麼是量也沒有明確定義。)

什麼?這也叫證明?

實際上,並沒有一條公理說0=0。而上面的推理過程確實有一步。(答主耍賴時間)

0=0不需要證明只有一種情況:它本身是一條公理。

但將它作為公理是不太合理的:儘管它本身很簡單,但從它出發很難得到什麼結論(大概)。

因此,一般情況下認為:0=0需要證明。

Q.E.D.

(逃


等號=可以用集合符號∈來定義,that is,a=b當且僅當x∈a←→x∈b,

為了證明在集合論體系下的所有含一個自由變數的表達式φ,當a=b時,φ(a)←→φ(b),我們需要一個axiom:

a=b→(a∈x←→b∈x),

因為集合論的公式都是從原子公式M∈N開始用∧,∨,﹁之類得出的,所以可以歸納出我們所要的結果來,直觀上說也就是「兩個對象相等就有完全相同的性質」。

而對於任何一個a,只要根據等號定義,證明是直接的。

不過另一個角度來說,如果你是說一個Abel群的零元唯一的話,那很好證明。假設0和0都是零元,那麼0=0+0=0,平凡的。


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