Doğal sayılar, şeklinde sıralanan tam sayılardır ve kimi tanımlamalara göre 0 sayısı da bu kümeye dâhil edilebilir. Aralarında standart 'nin de bulunduğu bazı tanımlar doğal sayıları 0 ile başlatır ve bu durum negatif olmayan tam sayılar için 0, 1, 2, 3, ... şeklinde bir karşılık bulurken, bazı tanımlamalar 1 ile başlamakta ve bu da pozitif tam sayılar için 1, 2, 3, ... şeklinde bir eşlenik oluşturur. Doğal sayıları sıfır olmadan ele alan metinlerde, sıfırın da dahil edildiği doğal sayılar bazen tam sayılar olarak adlandırılırken, diğer bazı metinlerde bu terim, negatif tam sayılar da dahil olmak üzere tam sayılar için kullanılmaktadır. Özellikle ilkokul seviyesindeki eğitimde, doğal sayılar, negatif tam sayıları ve sıfırı dışlamak ve saymanın ayrık yapısını, gerçek sayıların bir karakteristiği olan ölçümün sürekliliğiyle karşıtlık oluşturmak amacıyla sayma sayıları olarak adlandırılabilir.
Doğal sayılar, "masa üzerindeki bozuk paraların sayısı 'altıdır'" şeklindeki ifadelerde sayma amaçlı kullanıldığında, kardinal sayı olarak adlandırılan bir işlevi üstlenirler. Bunun yanı sıra, "bu şehir, ülke çapındaki 'üçüncü' en büyük şehirdir" şeklindeki ifadelerde sıralama amaçlı kullanıldıklarında ise, sıral sayı olarak adlandırılan farklı bir işlevi yerine getirirler. Zaman zaman doğal sayılar, matematiksel anlamda sayısal özelliklere sahip olmayan, spor dallarındaki forma numaraları gibi, olarak adlandırılan etiketleme amaçları için de tercih edilirler.
Doğal sayılar, genellikle N sembolü ile gösterilen bir kümeyi teşkil ederler. Bu sayılar kümesi, doğal sayılar kümesinin ardışık genişlemeleriyle birçok farklı (sayı kümesinin) inşasına olanak sağlar: tamsayılar, doğal sayılar kümesine, henüz dahil edilmemişse bir olan 0 ve her bir sıfırdan farklı doğal sayı n için tanımlanan bir toplamının tersi −n ekleyerek oluşturulur; rasyonel sayılar, her bir sıfırdan farklı tam sayı n için bir ekleyerek ve bu terslerin tam sayılar ile çarpımını da içerecek şekilde genişletilir; reel sayılar, rasyonel sayıların limitlerine ulaşan ile zenginleştirilerek elde edilir; karmaşık sayılar, reel sayılara eklenen bir −1'in karekökü ve bu karekökün toplamları ile çarpımları ile genişletilir; ve bu süreç böyle devam eder. Bu ardışık genişletme serisi, doğal sayıların diğer sayı sistemlerine kanonik bir şekilde gömülmesini sağlar.
Doğal sayılara ait özellikler, örneğin bölünebilirlik ve asal sayı dağılımı gibi konular, sayılar teorisi disiplininde ele alınmaktadır. Sayma ve sıralamaya dair meseleler, bölüntü ve enumeratif kombinatorik yöntemler gibi konular, kombinatorik çalışma alanında detaylı bir şekilde incelenmektedir.
Tarihçe
Antik köken
Doğal sayıların gösterimi konusunda en temel yöntemlerden biri, parmakla sayma metoduyla parmakların kullanılmasıdır. Nesne başına bir eklemek de benzer şekilde ilkel bir yöntem olarak kabul edilir. İlerleyen zamanlarda, bir nesneler topluluğu, bir işareti silip topluluktan bir nesneyi ayırarak eşitlik, fazlalık veya eksiklik yönünden değerlendirilebilir.
Sayıları ifade etmek amacıyla rakamların kullanılması, soyutlama noktasında önemli bir ilerleme olarak görülür. Bu yaklaşım, büyük sayıların kaydedilmesi için sistemlerin oluşturulmasına imkan tanımıştır. Antik Mısır uygarlığı, 1, 10 ve 1 milyonu aşkın değerlere kadar olan 10'un katları için özgün hiyeroglifler barındıran kapsamlı bir sayı sistemi geliştirmiştir. Paris'teki Louvre müzesinde sergilenen ve M.Ö. 1500 yıllarına tarihlenen bir Karnak taş oyması, 276 sayısını iki yüz, yedi on ve altı birim olarak temsil ederken, 4,622 sayısı için de benzer bir gösterim kullanılmıştır. Babil uygarlığı ise, 1 ve 10 için özel semboller kullanılarak kurulan ve altmışlık bir tabana dayanan bir basamak sistemine sahipti; bu sistemde altmış için kullanılan sembol, bir için kullanılan sembolle aynıydı ve değeri bağlamdan çıkarılabiliyordu.
0 sayısının, kendi özgün sayısal simgesiyle birlikte bir sayı olarak değerlendirilmesi fikrinin ortaya çıkışı, nispeten daha geç bir gelişmedir. Basamak notasyonunda bir 0 rakamının kullanımı (diğer sayılar içinde) M.Ö. 700'lere dayanır ve bu uygulama Babilliler tarafından benimsenmiştir; bu basamak, sayının en son sembolü olacaksa kullanılmamıştır.Olmek ve Maya uygarlığı M.Ö. 1. yüzyılda 0'ı bağımsız bir sayı olarak kullanmışlardır, fakat bu kullanım Mezoamerika dışına yayılmamıştır. Modern dönemde bir 0 sayısal işaretinin kullanımı M.S. 628 yılında Hint matematikçi Brahmagupta ile başlamıştır. Ancak, 0 sayısı, M.S. 525 yılında ile başlayarak, Orta Çağ 'unda (Paskalya'nın tarihinin hesaplanması), bir sayısal işaret olmadan bir sayı olarak kullanılmıştır. Standart Roma rakamlarında 0 için bir sembol bulunmamaktadır; bunun yerine, Latince "hiçbiri" anlamına gelen nullus kelimesinden türetilen nulla (veya iyelik hali nullae) 0 değerini ifade etmek için kullanılmıştır.
Sayıların soyutlamalar ile sistematik olarak incelenmesi, genellikle Yunan filozoflar Pisagor ve Arşimet'e mal edilir. Bazı Yunan matematikçiler, sayı 1'i daha büyük sayılardan farklı olarak, bazen tam olarak bir sayı olarak bile değerlendirmemişlerdir.Euclid, bir birimi öncelikle tanımlayıp ardından bir sayıyı birimlerin çokluğu olarak tanımlamıştır; böylece onun tanımına göre bir birim bir sayı değildir ve benzersiz sayılar mevcut değildir (örneğin, belirsiz sayıda birimden herhangi iki birim bir 2 olarak kabul edilir). Ancak, hemen ardından gelen mükemmel sayı tanımında, Euclid 1'i diğer herhangi bir sayı gibi ele alır.
Sayılar üzerine bağımsız çalışmalar, aynı dönemlerde Hindistan, Çin ve Mezoamerika'da da yürütülmüştür.
Modern tanım
19. yüzyıl Avrupa'sında doğal sayılar kavramının esas mahiyeti üzerine matematiksel ve felsefi düzeyde tartışmalar gerçekleştirilmiştir. Henri Poincaré, aksiyomların yalnızca sonlu uygulamaları kapsamında ispatlanabileceğini ifade etmiş ve aynı işlemin belirsiz sayıda tekrarının zihinsel bir kavrayışla mümkün kılındığı sonucuna ulaşmıştır.Leopold Kronecker, kendi inancını "Tanrı tamsayıları yarattı, diğer her şey insanın eseridir" şeklinde özetlemiştir.
Yapılandırmacılar, matematiğin temelleri alanındaki mantıksal kesinliği artırma gereksinimini vurgulamışlardır. 1860'lar döneminde, doğal sayılar için özyinelemeli bir tanım önererek, bu sayıların aslında doğuştan gelmediğini, fakat tanımların bir ürünü olduğunu ifade etmiştir. İlerleyen zamanlarda, bu tip formal tanımların iki ayrı sınıfı geliştirilmiş; daha sonrasında ise, bu tanımların çoğu pratik uygulamada birbirine eşdeğer olarak kabul edilmiştir.
Doğal sayıların küme teorisiyle ilişkilendirilmesine yönelik tanımlamalar, Frege tarafından geliştirilmiştir. İlk etapta, Frege bir doğal sayıyı, belirli bir küme ile birebir korespondans kurabilen tüm kümelerin topluluğu olarak ifade etmiştir. Ancak, bu yaklaşım, Russell paradoksu da dahil olmak üzere çeşitli paradokslara sebebiyet vermiştir. Bu tür paradokslardan sakınmak amacıyla, tanımlama biçimi, bir doğal sayının özel bir küme olarak tanımlandığı ve herhangi bir kümenin, bu küme ile birebir korespondans kurabiliyorsa, söz konusu kümenin eleman sayısının bu sayı olduğu şeklinde modifiye edilmiştir.
İkinci kategori tanımlamalar, Charles Sanders Peirce tarafından ortaya konmuş, Richard Dedekind tarafından rafine edilmiş ve Giuseppe Peano tarafından detaylı bir şekilde ele alınmıştır; bu metodoloji günümüzde Peano aritmetiği olarak bilinmektedir. Bu yaklaşım, sıral sayıların özelliklerinin aksiyomatik bir çerçevede ele alınmasına dayanmaktadır: Her doğal sayının bir sonraki sayısı vardır ve sıfırdan farklı her doğal sayının benzersiz bir önceki sayısı vardır. Peano aritmetiği, birkaç zayıf küme teorisi sistemiyle eş tutarlılık gösterir. Bu sistemlerden biri, tersi ile değiştirilmiş ZFC sistemidir. ZFC'de kanıtlanabilir ancak Peano Aksiyomları kullanılarak kanıtlanamayan teoremler arasında bulunur.
Bu tanımlar ışığında, boş kümeyle özdeşleştirilen 0 sayısının doğal sayılar kümesine dahil edilmesi mantıklı bir yaklaşım olarak değerlendirilmektedir. Günümüzde küme teorisyenleri ve mantık bilimcileri arasında 0'ı doğal sayılar kümesine dahil etme eğilimi yaygındır. Matematikçilerin bir kısmı da bu uygulamayı benimserken, bilgisayar dilleri de genellikle döngü sayaçları, dizgi veya dizi elemanları gibi nesneleri saymaya sıfırdan başlamaktadır. Diğer yandan, birçok matematikçi, eski geleneği sürdürerek ilk doğal sayı olarak 1'i kabul etme eğilimindedir. Bu yaklaşım, özellikle gerçek analiz üzerine yazılmış metinlerde yaygındır.
Simgelem
Doğal sayılar kümesi, standart olarak N veya ile ifade edilmektedir. Daha eski metinlerde, bu küme için bazen J simgesi tercih edilmiştir.
Doğal sayıların 0'ı kapsayıp kapsamadığı duruma göre değişiklik gösterebilir, bu yüzden atıfta bulunulan versiyonun hangisi olduğunu anlamak önem arz eder. Bu genellikle bağlamdan anlaşılır, fakat notasyonda bir alt ya da üst simge kullanımı ile de açıklanabilir. Örneğin:
- Sıfırsız doğal sayılar için:
- Sıfır dahil doğal sayılar için:
Diğer bir yaklaşım olarak, doğal sayılar, tam sayılar kümesinin bir alt kümesini meydana getirdiklerinden (genellikle şeklinde ifade edilir), bu sayılar pozitif ya da negatif olmayan tam sayılar olarak da tanımlanabilirler. 0 sayısının dahil edilip edilmediğine dair muğlaklığı gidermek amacıyla, bazen pozitif tam sayılar için üst simge olarak "" veya "+" işareti, negatif olmayan tam sayılar için ise alt simge (veya üst simge) olarak "0" işareti kullanılır:
Özellikler
Bu bölüm, gösterimini esas alır.
Toplama işlemi
Doğal sayılar kümesi ve her bir doğal sayıyı bir sonraki sayıya eşleyen göz önünde bulundurulduğunda, doğal sayıların toplaması, a + 0 = a ve her a, b için a + S(b) = S(a + b) olacak şekilde özyinelemeli olarak tanımlanabilir. Bu durumda, a + 1 = a + S(0) = S(a+0) = S(a), a + 2 = a + S(1) = S(a+1) = S(S(a)) şeklinde ifade edilir ve bu dizilim devam eder. cebirsel yapısı, 0 kimlik elemanına sahip bir değişmeli monoiddir ve bu yapı, bir üreteç üzerinden serbest monoid özelliği gösterir. Toplamanın kısalma özelliğini de sağlayan bu değişmeli monoid, bir grup içerisine gömülebilir özelliktedir. Doğal sayıları kapsayan en minimal grup, tamsayılar grubudur.
Eğer 1, S(0) olarak tanımlanırsa, b + 1 = b + S(0) = S(b + 0) = S(b) olur. Bu, b + 1 ifadesinin, b sayısının ardılı olduğunu basitçe gösterir.
Toplama işlemi ileri doğru sayma işlemidir. Toplama işlemine katılan sayılara terim, işlemin sonucuna toplam denir. Toplama işlemi sayıların aynı basamakları arasında yapılır. Bu nedenle toplama işleminde sayılar aynı basamaklar alt alta gelecek şekilde yapılır.
Doğal sayılarda toplama aşağıdaki cebirsel kurallara uyar:
- Toplamsal birim öğe:
- a + 0 = a
- Toplamanın değişme özelliği:
- a + b = b + a
- Toplamanın birleşme özelliği:
- (a + b) + c = a + (b + c)
- Toplamanın çarpma üzerine dağılma özelliği (sağdan dağılma):
- (a + b)c = ac + bc
Bir a sayısını bir b sayısıyla toplamak, a sayısının b kere ardılını almak olarak tanımlanır. Daha matematiksel bir tanım verilmek istenirse gösterimi n sayısının ardılını ifâde etmek üzere, toplama aşağıdaki belitlerle tanımlanır:
Bu belitlerden yola çıkarak ardıllık işlemini toplama cinsinden göstermek mümkündür: 2. belitte b=0 seçilirse
sıfırın ardılı birdir, o halde,
olduğu kolaylıkla görülür.
Çarpma işlemi
Toplamanın tanımlanmış olması göz önüne alındığında, çarpma işlemi , a × 0 = 0 ve a × S(b) = (a × b) + a olacak şekilde tanımlanabilir. Bu tanım, yapısnı, etkisiz elemanı 1 olan serbest değişmeli bir monoid yapısına çevirir; bu monoidin üreteçler kümesi, asal sayılar kümesidir.
Çarpma işlemi art arda toplama işlemidir. Çarpma işlemine katılan sayılara çarpan, işlemin sonucuna çarpım denir.
Doğal sayılarda çarpma aşağıdaki cebirsel kurallara uyar:
- Çarpımsal birim öge:
- a1 = a
- Çarpmanın değişme özelliği:
- ab = ba
- Çarpmanın birleşme özelliği
- (ab)c = a(bc)
- Çarpmanın toplama üzerine dağılma özelliği (soldan dağılma):
- c(a + b) = ca + cb
Bir a sayısını bir b sayısıyla çarpmak, a sayısının b kere toplamını almak olarak tanımlanır. Daha matematiksel bir tanım verilmek istenirse gösterimi n sayısının ardılını ifade etmek üzere, çarpma aşağıdaki belitlerle tanımlanır:
Toplama ve çarpma işlemleri arasındaki ilişki
Toplama ve çarpma işlemleri birbiriyle uyumludur, bu durum dağılma özelliği ile ifade edilir: a × (b + c) = (a × b) + (a × c). Toplama ve çarpmanın bu özellikleri, doğal sayıları bir değişmeli (İngilizce: semiring; aynı zamanda rig olarak da bilinir) örneği yapar. Yarhalkalar, çarpmanın mutlaka değişmeli olmadığı doğal sayıların cebirsel bir genelleştirmesidir. Toplam terslerinin olmaması, ki bu 'in çıkarma işlemi altında olmadığına eşdeğerdir (yani, bir doğal sayıdan diğer bir doğal sayıyı çıkarmak her zaman başka bir doğal sayı sonucu vermez), 'in bir halka olmadığı anlamına gelir; bunun yerine bir .
Doğal sayılar "0 hariç" alınırsa ve "1'den başlayarak" kabul edilirse, + ve × tanımları yukarıdaki gibi olur, ancak a + 1 = S(a) ve a × 1 = a ile başlarlar. Ayrıca, 'ın kimlik elemanı bulunmamaktadır.
Sıralama
Bu bölümde, ab gibi yan yana getirilmiş değişkenler a × b çarpımını belirtir ve standart işlem sırası varsayılmaktadır.
Doğal sayılar üzerinde bir a ≤ b şeklinde tanımlanır, ancak ve ancak a + c = b olacak şekilde başka bir doğal sayı c varsa. Bu sıralama, aşağıdaki anlamda aritmetik işlemler ile uyumludur: eğer a, b ve c doğal sayılarsa ve a ≤ b ise, o zaman a + c ≤ b + c ve ac ≤ bc olur.
Doğal sayıların önemli bir özelliği, iyi sıralı olmalarıdır: doğal sayılardan oluşan her boş olmayan kümenin en küçük bir elemanı vardır. İyi sıralı kümeler arasındaki rütbe bir sıral sayı ile ifade edilir; doğal sayılar için bu, ω (omega) olarak belirtilir.
Doğal sayıların sıralanmasına en büyük basamaktan başlanır. Aynı basamakta büyük rakam bulunan sayı diğerinden büyüktür.
İki sayının yüz milyonlar basamaklarında eşit rakamlar bulunuyor. Bu nedenle karşılaştırma bir sonraki basamak olan on milyonlar basamaklarında yapılır. Bu basamaklarda 9 > 8 olduğundan 894.125.067 > 887.954.700 yazılır. “ 894.125.067 büyüktür 887.954.700 şeklinde okunur.”
Doğal Sayılar Kümesinde; iki doğal sayının toplamı yine bir doğal sayı olur.
Bölme
Bu bölümde, ab gibi yan yana getirilmiş değişkenler a × b çarpımını gösterir ve standart işlem sırası kabul edilir.
Genellikle bir doğal sayıyı başka bir doğal sayıya böldüğümüzde sonuç olarak doğal bir sayı elde edilemese de, kalanlı bölme veya Öklid bölmesi işlemi bir alternatif olarak kullanılabilir: b ≠ 0 olmak üzere herhangi iki doğal sayı a ve b için : şeklinde olacak q ve r doğal sayıları vardır.
Sayı q bölme işleminin bölümü olarak, r ise kalan olarak adlandırılır. a'yı b'ye böldüğümüzde elde edilen q ve r sayıları a ve b tarafından özebir şekilde belirlenir. Bu Öklid bölmesi, sayılar teorisinde birçok diğer özellik (bölünebilirlik), algoritmalar (örneğin, Öklid algoritması) ve fikirler için temel taşını oluşturur.
Cebirsel özellikler
Doğal sayılar kümesinde tanımlanmış olan toplama (+) ve çarpma (×) işlemleri, aşağıda sıralanan bir dizi cebirsel özelliği sağlar:
- Herhangi iki doğal sayı a ve b için, toplama ve çarpma işlemleri altında (İngilizce closure) gözlenir; yani, a + b ve a × b ifadeleri yine doğal sayılardır.
- Birleşme özelliği: Herhangi bir a, b ve c doğal sayısı üzerinde gerçekleştirilen toplama ve çarpma işlemleri, birleşme özelliğine uygundur; bu da, a + (b + c) = (a + b) + c ve a × (b × c) = (a × b) × c şeklinde ifade edilir.
- Değişme özelliği: İki doğal sayı a ve b arasındaki toplama ve çarpma işlemleri, değişme kuralına uyar; yani, a + b = b + a ve a × b = b × a eşitlikleri geçerlidir.
- Doğal sayılar kümesi içerisinde, her a doğal sayısı için, a + 0 = a ve a × 1 = a olacak şekilde birim elemanların varlığı kabul edilebilir.
- Eğer doğal sayılar sıfırı dışlayarak ve bir ile başlayarak ele alınırsa, her a doğal sayısı için çarpma işlemi altında birim elemanın varlığı geçerli olmakla birlikte, toplama işlemi altında birim elemanın varlığı özelliği karşılanmaz.
- Dağılma özelliği: Çarpma işleminin toplama işlemi üzerine dağılma özelliği, herhangi üç doğal sayı a, b ve c için, a × (b + c) = (a × b) + (a × c) biçiminde ifade edilir.
- : eğer a ve b doğal sayıları için a × b = 0 ise, bu durumda a = 0 veya b = 0 olmalıdır (veya her ikisi de).
- Doğal sayılar kümesi sıfırı dışlayarak ve bir ile başlayarak ele alındığında, sıfırdan farklı sıfır bölenin bulunmaması ilkesi geçerliliğini yitirir.
Sayı değeri
Bir doğal sayının rakamlarının belirttiği değere rakamların sayı değeri denir. Doğal sayının rakamlarının toplamına rakamların sayı değerleri toplamı denir.
Basamak değeri
9 basamaklı bir doğal sayının basamaklarının
- Birler basamağının basamak değeri :1
- Onlar basamağının basamak değeri :10
- Yüzler basamağının basamak değeri :100
- Binler basamağının basamak değeri :1.000
- On binler basamağının basamak değeri :10.000
- Yüz binler basamağının basamak değeri :100.000
- Milyonlar basamağının basamak değeri :1.000.000
- On milyonlar basamağının basamak değeri :10.000.000
- Yüz milyonlar basamağının basamak değeri :100.000.000
Onlu sayma düzeninde bir basamağın değeri sağındaki basamağın 10 katıdır.
Bir rakamın basamak değeri o rakam ile rakamın yazıldığı basamağın çarpımıyla bulunur.
12345 sayısındaki 2 nin basamak değeri 2 (sayı değeri) ve 1000 (basamak değeri) çarpılarak 2 × 1000 = 2000 şeklinde bulunur.
Genellemeler
Doğal sayıların iki temel uygulaması, sayma ve sıralama, onlardan neşet eden iki mühim genelleştirmeye zemin hazırlar: nicel (kardinal) sayılar ve sıral (ordinal) sayılar.
- Bir sonlu topluluğun niceliksel büyüklüğü, doğal sayılar yardımıyla tanımlanabilir; daha açık bir deyişle, bir topluluğun büyüklüğünü ölçen bir nicel sayı, sonsuz topluluklar için dahi uygun bir metriktir. Nicel sayıların sıralaması genelde, boş küme 'yi dikkate alacak biçimde, sıfırdan başlatılır. Bu "büyüklük" tanımı, iki topluluğun ancak ve ancak aralarında bir bijeksiyon mevcut ise sahip olduğunu varsayan topluluklar arası fonksiyonel ilişkilere istinaden şekillenmiştir. Doğal sayılar topluluğu ve bu topluluğun bijektif dönüşümü, sayılabilir sonsuz olarak nitelendirilir ve açısından (alef-sıfır) (ℵ0) değerine sahiptir.
- Doğal sayılar, "birinci", "ikinci", "üçüncü" gibi ifadelerle dilbilimsel sıral sayılar olarak işlev görürler. Sıral sayıların sıralanışı genelde, boş küme 'nin sıralama türünü dikkate alacak biçimde, başlangıç noktası olarak sıfırı alır. Bu yöntemle, tam sıralı sonlu bir kümenin unsurlarına ve herhangi bir iyi sıralı sayılabilir sonsuz kümenin unsurlarına değerler atanabilir. Bu atama işlemi, sayılabilirliğin ötesinde bir kardinaliteye sahip genel iyi sıralamalar için genelleştirilebilir ve böylece sıral sayılar elde edilir. Bir sıral sayı, iyi sıralı bir kümenin "büyüklüğü"nü, kardinalite anlayışından farklı bir bakış açısıyla açıklamak için de kullanılabilir: iki iyi sıralı küme arasında bir (yalnızca bir bijeksiyondan daha fazlası) mevcut ise, bu kümeler aynı sıral sayıya sahiptirler. Doğal sayı olmayan ilk sıral sayı ω ile ifade edilir; bu, doğal sayılar kümesinin kendisinin de sıral sayısıdır.
Kardinalite değeri ℵ0 olan sırallar arasında, en küçük olanı (diğer bir deyişle, ℵ0 için ) ω olarak belirlenmiştir. Bununla birlikte, kardinal numarası ℵ0 olan birçok iyi düzenlenmiş kümenin, sıral numarası ω'dan daha yüksek değerlere ulaşmaktadır.
ve iyi düzenlenmiş kümeler söz konusu olduğunda, sıral ve nicel sayılar arasındaki ilişki, bir-bir karşılıklılığı şeklinde tezahür eder; dolayısıyla, her iki tür sayı da, ilgili kümenin unsurlarının toplam sayısını yansıtan ve bu sayede kümenin eleman sayısı ile eş değer tutulan aynı doğal sayı ile ifade edilebilir. Söz konusu sayı, aynı zamanda, daha geniş bir sonlu veya bir sonsuz dizi içerisinde bir ögenin konumunu belirtmek için de işlev görür.
Skolem tarafından 1933 yılında ortaya konan, Peano Aritmetiği'nin (yani, birinci mertebeden Peano aksiyomlarının) gerekliliklerini karşılayan sayılabilir bir mevcuttur. ise, sıradan doğal sayılardan aracılığıyla türetilebilen ve sayılamaz nitelikte olan bir modeli temsil eder.
Formel tanımlamalar
Doğal sayıların formel bir biçimde tanımlanmasına yönelik iki yaygın yöntem mevcuttur. Bunlardan birincisi, Giuseppe Peano'nun adıyla anılan ve birkaç temel aksiyom üzerine kurulu Peano aksiyomlarına dayalı adı verilen bağımsız bir içerir.
İkinci tanımlama, küme teorisinin prensiplerine istinaden gerçekleştirilir. Bu yaklaşım, doğal sayıları, özel kümeler olarak tanımlar. Daha belirgin bir açıklamayla, her bir doğal sayı n, diğer kümelerin unsurlarının sayımına olanak tanıyan, açık bir biçimde belirlenmiş bir küme olarak ifade edilir; "bir küme S n adet unsura sahiptir" ifadesi, n ile S kümeleri arasında bir bire bir denklik olduğunu gösterir.
Doğal sayıların tanımında başvurulan kümeler, Peano aksiyomlarını tatmin eder. Bu, Peano aritmetiğinde ifade edilip ispatlanabilecek her teoremin, küme teorisi çerçevesinde de ispatlanabilir olduğunu gösterir. Fakat, her iki tanımın eşdeğer olmadığı da bir gerçektir; zira Peano aritmetiği diliyle tanımlanıp küme teorisiyle ispatlanabilen ancak Peano aritmetiği dahilinde ispatlanamayan teoremler mevcuttur. Bu bağlamda muhtemel bir örnek Fermat'ın Son Teoremi'dir.
Tam sayıların, Peano aksiyomlarını karşılayan kümeler şeklinde tanımlanması, küme teorisi bağlamında Peano aritmetiğinin bir oluşturur. Bu durumun önemli bir neticesi olarak, eğer küme teorisi tutarlı bir yapıya sahipse (genel kabule göre), bu durum Peano aritmetiğinin de tutarlı olduğunu gösterir. Diğer bir ifadeyle, Peano aritmetiğinde bir çelişki ispatlanabilirse, bu durum küme teorisinin de çelişkili olduğunu ima eder ve küme teorisinin tüm teoremleri hem doğru hem de yanlış kabul edilir.
Peano aksiyomları
Beş Peano aksiyomları şunlardır:
- Sıfır, doğal sayılar kümesinin bir elemanıdır.
- Her bir doğal sayı için, bu sayıyı takip eden bir sonraki değer de doğal sayılar kümesine aittir.
- Hiçbir doğal sayının bir sonraki değeri olarak sıfır (0) kabul edilmez.
- Eğer iki doğal sayı birbirinden farklı ise, bu sayıların her birini takip eden sonraki değerler de birbirinden farklıdır.
- Eğer bir özellik sıfır (0) değeri için doğru ise ve herhangi bir n doğal sayısı için bu özellik geçerliyse, bu özelliğin n sayısını takip eden sayı için de geçerli olması durumunda, söz konusu özellik tüm doğal sayılar için geçerlidir.
Bu aksiyomlar, Peano'nun yayımladığı orijinal aksiyomlar olmamakla birlikte, onun şerefine bu isimle anılmaktadır. Peano aksiyomlarının çeşitli versiyonlarında, bazen 0'ın yerine 1 konulmaktadır. Geleneksel aritmetik çerçevesinde, elemanının ardılı olarak tanımlanır.
ZFC tanımı
Zermelo-Freankel küme kuramı doğal sayılar, sıral sayılarıyla inşa edilebilir. Buna göre her sayı temelde bir kümedir. Eğer sıfır boşküme olarak tanımlanırsa ve her n sayının ardılı, , n{n} olarak verilirse, doğal sayılar inşa edilmiş olur.
Bu tanım doğal sayıların yinelgen bir yapıda olduğunu da belirtmiş olur. Bu yinelgen tanımla sayılar,
- 0={}
- 1={0}
- 2={0,1}
- 3={0,1,2}
- ...
- n+1={0,1,...,n}
Bu tanımda iki doğal sayının eşitliği sayıların öğe sayısına dayanır.
Russell'ın farklı bir tanımı daha genel görünebilir: 0 DOĞAL SAYIDIR
- (sıfır, hiç öğesi olmayan tüm kümelerin kümesi)
- (n'nin ardılı, öğe sayısı n olan tüm kümelerin kümesi)
Ne var ki bu tanım belitsel küme kuramlarında geçerli değildir, çünkü bir sayı, küme olamayacak kadar büyük topluluklar olmak zorunda kalıyor. Ancak gibi kuramlarda geçerlidir.
Küme Teorisel Tanım
Sezgisel olarak, n doğal sayısı, n sayıda elemana sahip tüm kümelerin paylaştığı ortak bir özelliktir. Bu bağlamda, n'nin "birbirleriyle bire bir denklik kurulabilir" ilişkisi çerçevesinde bir olarak tanımlanması doğal bir yaklaşım olarak düşünülebilir. Ne var ki, bu yöntem küme teorisi içerisinde uygulanabilir değildir, zira bu tür bir denklik sınıfı bir küme oluşturmayacaktır (Russell paradoksu sebebiyle). Standart çözüm, n sayıda elemana sahip özgün bir küme belirlemek ve bu kümeyi doğal sayı n olarak adlandırmaktır.
Aşağıda sunulan tanım, ilk kez John von Neumann tarafından yayımlanmıştır, fakat Levy, bu düşüncenin Zermelo'nun 1916 yılında yayımlanmamış eserlerine dayandığını ifade etmektedir. Bu tanımın için de bir sıral sayı tanımı olarak uygulanabilir olması dolayısıyla, burada incelenen kümeler zaman zaman olarak isimlendirilmektedir.
Tanım aşağıdaki adımlarla gerçekleştirilir:
- :, boş küme olarak tanımlanır.
- Bir a kümesinin ardılı S(a) olarak, S(a) = a ∪ {a} biçiminde belirlenir.
- gereği, 0 değerini içeren ve ardıl fonksiyonu altında olan kümeler bulunmaktadır. Bu tür kümeler indüktif küme olarak ifade edilir. Tüm indüktif kümelerin kesişimi, yine bir indüktif küme oluşturur.
- Bu kesişim, doğal sayılar kümesini oluşturur.
Doğal sayıların Peano aksiyomlarını sağladığı kontrol edilebilir.
Bu tanımla birlikte, bir doğal sayı n verildiğinde, "bir küme S, n elemanına sahiptir" cümlesi formel olarak "n ile S arasında bir bijeksiyon bulunur" şeklinde tanımlanabilir. Bu, S'nin elemanlarının sayılması işlemini formalize eder. Ayrıca, n ≤ m ifadesi, yalnızca n'nin m'nin bir alt kümesi olduğunda geçerlidir. Diğer bir deyişle, küme içerme ilişkisi, doğal sayılar üzerindeki alışılagelmiş tanımlar. Bu sıralama bir iyi sıralamadır.
Tanım gereği, her bir doğal sayı, kendisinden küçük olan tüm doğal sayıların topluluğuna denktir. Bu kavram, von Neumann'ın sıralı sayılar tanımı aracılığıyla kullanılarak genişletilebilir ki bu, sonsuz olanlar da dâhil olmak üzere tüm sıral sayıların tanımlanmasını sağlar: "Her bir sıralı sayı, kendisinden küçük olan sıralı sayıların iyi bir şekilde sıralanmış topluluğudur."
Sonsuzluk aksiyomunun geçerli olmadığı finitist yaklaşımlarda, doğal sayılar bir küme olarak kabul edilmeyebilir. Bununla birlikte, doğal sayılar yukarıda açıklandığı üzere bireysel olarak tanımlanabilir ve Peano aksiyomlarını tatmin etmeye devam ederler.
Diğer küme teorik yapılanmalar mevcuttur. Özellikle, Ernst Zermelo tarafından sağlanan ve günümüzde yalnızca tarihsel bir öneme sahip olan bir yapı, Zermelo sıralı sayıları olarak adlandırılmaktadır. Bu yapıda 0, boş küme olarak tanımlanır ve S(a) = {a} ifadesi kullanılır.
Bu tanım çerçevesinde her bir doğal sayı, bir singleton kümesi olarak ele alınır. Bu nedenle, doğal sayıların temsil etme özelliği doğrudan erişilebilir değildir; yalnızca ordinal özellik (bir dizi içindeki n'inci eleman olma) derhal algılanabilir. Von Neumann yapısının aksine, Zermelo sıralı sayıları, sonsuz sıralı sayılara genişletilemez.
Ayrıca bakınız
|
Not listesi
- ^ Carothers (2000, s. 3) " pozitif tam sayılar kümesidir." demektedir. Her iki tanım da gerektiğinde benimsenmektedir ve sıfırın doğal sayılar kümesine dahil edilip edilmemesi konusunda evrensel bir mutabakat bulunmamaktadır.
- ^ Mendelson (2008): "Bu muazzam sayı sistemleri hiyerarşisi, doğal sayılara dair birkaç temel varsayım üzerinden yalnızca küme teorisi yöntemleri kullanılarak kurulmuştur."
- ^ Bluman (2010): "Sayılar, matematiğin temel taşını oluşturur."
- ^ Kish'te keşfedilen bir tablet... M.Ö. 700 civarına tarihlenmekte ve pozisyonel notasyonda boş bir alanı göstermek için üç kancadan faydalanmaktadır. Benzer dönemlere ait diğer tabletler, boş bir alanı işaretlemek için tek bir kancanın kullanıldığını gösterir.
- ^ Bu kural, Öklid'in Elementleri gibi eserlerde uygulanmaktadır, D. Joyce tarafından hazırlanan Kitap VII'nin web versiyonuna bakınız.
- ^ Bu İngilizce çeviri Gray tarafından yapılmıştır. Gray, bu Almanca alıntıyı "Weber 1891–1892, 19, Kronecker'in 1886 yılında verdiği bir dersi alıntılayarak" şeklinde kaynak göstermiştir.
- ^ "Yirminci yüzyılın matematik çalışmalarının önemli bir bölümü, disiplinin mantıksal temellerini ve yapısal özelliklerini detaylı bir şekilde inceleme çabalarına adanmıştır." Eves 1990, s. 606
- ^ Mac Lane & Birkhoff (1999, s. 15) doğal sayılar içinde sıfırı da dahil eder: 'Sezgisel olarak, tüm doğal sayıların kümesi şu şekilde tanımlanabilir: , bir "başlangıç" sayısı 0 içerir; ...'. Bu tanımı, Peano Aksiyomlarının kendi versiyonlarını takip ederek yaparlar.
Kaynakça
- ^ Banerjee, Reina. Modern School Mathematics Book - 7 (İngilizce). Orient Blackswan. ss. 7-8. ISBN .
- ^ a b c "Standard number sets and intervals" (PDF). ISO 80000-2:2019 (İngilizce). International Organization for Standardization. 19 Mayıs 2020. s. 4. 13 Mart 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 17 Şubat 2024.
- ^ . Merriam-Webster.com (İngilizce). Merriam-Webster. 13 Aralık 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 4 Ekim 2014.
- ^ a b c Weisstein, Eric W. "Natural Number" (İngilizce). 29 Haziran 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 11 Ağustos 2020.
- ^ Ganssle, Jack G.; Barr, Michael (2003). "integer". Embedded Systems Dictionary (İngilizce). Taylor & Francis. ss. 138 (integer), 247 (signed integer), & 276 (unsigned integer). ISBN . 29 Mart 2017 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 28 Mart 2017 – Google Books vasıtasıyla.
- ^ Eric W. Weisstein, Counting Number (MathWorld)
- ^ "Natural Numbers" (İngilizce). 9 Temmuz 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 11 Ağustos 2020.
- ^ . İşango kemiği (İngilizce). Brüksel, Belçika: . 4 Mart 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ . İşango kemiği (İngilizce). Brüksel, Belçika: . 27 Mayıs 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ (İngilizce). 10 Kasım 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ Ifrah, Georges (2000). The Universal History of Numbers (İngilizce). Wiley. ISBN .
- ^ . MacTutor Matematik Tarihi. 19 Ocak 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 23 Ocak 2013.
- ^ Mann, Charles C. (2005). 1491: New Revelations of the Americas before Columbus. Knopf. s. 19. ISBN . 14 Mayıs 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 3 Şubat 2015 – Google Books vasıtasıyla.
- ^ Evans, Brian (2014). "Chapter 10. Pre-Columbian Mathematics: The Olmec, Maya, and Inca Civilizations". The Development of Mathematics Throughout the Centuries: A brief history in a cultural context. John Wiley & Sons. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- ^ Deckers, Michael (25 Ağustos 2003). "Cyclus Decemnovennalis Dionysii – Nineteen year cycle of Dionysius". Hbar.phys.msu.ru. 15 Ocak 2019 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 13 Şubat 2012.
- ^ Euclid. "Book VII, definitions 1 and 2". Joyce, D. (Ed.). . Clark University.
- ^ Mueller, Ian (2006). Philosophy of mathematics and deductive structure in Euclid's Elements. Mineola, New York: Dover Publications. s. 58. ISBN . OCLC 69792712.
- ^ Euclid. "Book VII, definition 22". Joyce, D. (Ed.). . Clark University.
A perfect number is that which is equal to the sum of its own parts.
In definition VII.3 a "part" was defined as a number, but here 1 is considered to be a part, so that for example 6 = 1 + 2 + 3 is a perfect number. - ^ Kline, Morris (1990) [1972]. Mathematical Thought from Ancient to Modern Times. Oxford University Press. ISBN .
- ^ Poincaré, Henri (1905). "On the nature of mathematical reasoning". La Science et l'hypothèse [Science and Hypothesis] (İngilizce). Greenstreet, William John tarafından çevrildi. VI.
- ^ (2008). Plato's Ghost: The modernist transformation of mathematics. Princeton University Press. s. 153. ISBN . 29 Mart 2017 tarihinde kaynağından – Google Books vasıtasıyla.
- ^ Weber, Heinrich L. (1891–1892). . Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung [Annual report of the German Mathematicians Association]. ss. 2:5-23. (The quote is on p. 19). 9 Ağustos 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi; . 20 Ağustos 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi.
- ^ Eves 1990, Chapter 15
- ^ Kirby, Laurie; Paris, Jeff (1982). "Accessible Independence Results for Peano Arithmetic". Bulletin of the London Mathematical Society. Wiley. 14 (4): 285-293. doi:10.1112/blms/14.4.285. ISSN 0024-6093.
- ^ Bagaria, Joan (2017). Set Theory (Winter 2014 bas.). The Stanford Encyclopedia of Philosophy. 14 Mart 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 13 Şubat 2015.
- ^ Goldrei, Derek (1998). "3". Classic Set Theory: A guided independent study (1. ed., 1. print bas.). Boca Raton, Fla. [u.a.]: Chapman & Hall/CRC. s. 33. ISBN .
- ^ Brown, Jim (1978). "In defense of index origin 0". ACM SIGAPL APL Quote Quad. 9 (2): 7. doi:10.1145/586050.586053.
- ^ Hui, Roger. "Is index origin 0 a hindrance?". jsoftware.com. 20 Ekim 2015 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 19 Ocak 2015.
- ^ This is common in texts about . See, for example, Carothers (2000, s. 3) or Thomson, Bruckner & Bruckner (2008, s. 2).
- ^ "Listing of the Mathematical Notations used in the Mathematical Functions Website: Numbers, variables, and functions". functions.wolfram.com. 9 Temmuz 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Temmuz 2020.
- ^ Rudin, W. (1976). Principles of Mathematical Analysis. New York: McGraw-Hill. s. 25. ISBN .
- ^ Grimaldi, Ralph P. Discrete and Combinatorial Mathematics: An applied introduction (5.5yıl=2004 bas.). Pearson Addison Wesley. ISBN .
- ^ {{Kitap kaynağı |soyadı1=Grimaldi |ad1=Ralph P. |başlık=A review of discrete and combinatorial mathematics |tarih=2003 |yayıncı=Addison-Wesley |yer=Boston |isbn=978-0-201-72634-3 |sayfa=133 |basım=5.5
- ^ Weisstein, Eric W. "Multiplication". mathworld.wolfram.com (İngilizce). 4 Ağustos 2020 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Temmuz 2020.
- ^ Fletcher, Harold; Howell, Arnold A. (9 Mayıs 2014). Mathematics with Understanding (İngilizce). Elsevier. s. 116. ISBN . 15 Eylül 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 21 Şubat 2024.
...the set of natural numbers is closed under addition... set of natural numbers is closed under multiplication
- ^ Davisson, Schuyler Colfax (1910). College Algebra (İngilizce). Macmillian Company. s. 2. 15 Eylül 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 21 Şubat 2024.
Addition of natural numbers is associative.
- ^ Brandon, Bertha (M.); Brown, Kenneth E.; Gundlach, Bernard H.; Cooke, Ralph J. (1962). Laidlaw mathematics series (İngilizce). 8. Laidlaw Bros. s. 25. 15 Eylül 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 21 Şubat 2024.
- ^ Mints, G.E. ((Ed.)). "Peano axioms". Encyclopedia of Mathematics. , in cooperation with the . 13 Ekim 2014 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 8 Ekim 2014.
- ^ von Neumann (1923)
- ^ Levy (1979)
Bibliografya
- Bluman, Allan (2010). Pre-Algebra DeMYSTiFieD (Second bas.). McGraw-Hill Professional. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- Carothers, N.L. (2000). Real Analysis. Cambridge University Press. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- Clapham, Christopher; Nicholson, James (2014). The Concise Oxford Dictionary of Mathematics (Fifth bas.). Oxford University Press. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- Dedekind, Richard (1963) [1901]. Essays on the Theory of Numbers. Beman, Wooster Woodruff tarafından çevrildi (reprint bas.). Dover Books. ISBN – Archive.org vasıtasıyla.
- Dedekind, Richard (1901). Essays on the Theory of Numbers. Beman, Wooster Woodruff tarafından çevrildi. Chicago, IL: Open Court Publishing Company. Erişim tarihi: 13 Ağustos 2020 – Project Gutenberg vasıtasıyla.
- Dedekind, Richard (2007) [1901]. Essays on the Theory of Numbers. Kessinger Publishing, LLC. ISBN .
- (1990). (6.6başlık=An Introduction to the History of Mathematics bas.). Thomson. ISBN https://books.google.com/books?id=PXvwAAAAMAAJ – Google Books vasıtasıyla. Eksik ya da boş
|başlık=
() - (1960). Naive Set Theory. Springer Science & Business Media. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- Hamilton, A.G. (1988). Logic for Mathematicians (Revised bas.). Cambridge University Press. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- ; James, Glenn (1992). Mathematics Dictionary (Fifth bas.). Chapman & Hall. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- Landau, Edmund (1966). Foundations of Analysis (Third bas.). Chelsea Publishing. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- (1979). Basic Set Theory. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. ISBN .
- ; Birkhoff, Garrett (1999). (3.3başlık=Algebra bas.). American Mathematical Society. ISBN https://books.google.com/books?id=L6FENd8GHIUC&q=%22the+natural+numbers%22&pg=PA15 – Google Books vasıtasıyla. Eksik ya da boş
|başlık=
() - (2008) [1973]. Number Systems and the Foundations of Analysis. Dover Publications. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- Morash, Ronald P. (1991). Bridge to Abstract Mathematics: Mathematical proof and structures (Second bas.). Mcgraw-Hill College. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- Musser, Gary L.; Peterson, Blake E.; Burger, William F. (2013). (10.10başlık=Mathematics for Elementary Teachers: A contemporary approach bas.). . ISBN https://books.google.com/books?id=b3dbAgAAQBAJ – Google Books vasıtasıyla. Eksik ya da boş
|başlık=
() - Szczepanski, Amy F.; Kositsky, Andrew P. (2008). The Complete Idiot's Guide to Pre-algebra. Penguin Group. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- Thomson, Brian S.; Bruckner, Judith B.; Bruckner, Andrew M. (2008). Elementary Real Analysis (Second bas.). ClassicalRealAnalysis.com. ISBN – Google Books vasıtasıyla.
- von Neumann, John (1923). [On the Introduction of the Transfinite Numbers]. Acta Litterarum AC Scientiarum Ragiae Universitatis Hungaricae Francisco-Josephinae, Sectio Scientiarum Mathematicarum. 1: 199-208. 18 Aralık 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 15 Eylül 2013.
- von Neumann, John (January 2002) [1923]. "On the introduction of transfinite numbers". van Heijenoort, Jean (Ed.). (3.3başlık=From Frege to Gödel: A source book in mathematical logic, 1879–1931 bas.). Harvard University Press. ss. 346-354. ISBN . Eksik ya da boş
|başlık=
() – English translation of von Neumann 1923.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Dogal sayilar 1 2 3 4 5 6 7 displaystyle 1 2 3 4 5 6 7 seklinde siralanan tam sayilardir ve kimi tanimlamalara gore 0 sayisi da bu kumeye dahil edilebilir Aralarinda standart nin de bulundugu bazi tanimlar dogal sayilari 0 ile baslatir ve bu durum negatif olmayan tam sayilar icin 0 1 2 3 seklinde bir karsilik bulurken bazi tanimlamalar 1 ile baslamakta ve bu da pozitif tam sayilar icin 1 2 3 seklinde bir eslenik olusturur Dogal sayilari sifir olmadan ele alan metinlerde sifirin da dahil edildigi dogal sayilar bazen tam sayilar olarak adlandirilirken diger bazi metinlerde bu terim negatif tam sayilar da dahil olmak uzere tam sayilar icin kullanilmaktadir Ozellikle ilkokul seviyesindeki egitimde dogal sayilar negatif tam sayilari ve sifiri dislamak ve saymanin ayrik yapisini gercek sayilarin bir karakteristigi olan olcumun surekliligiyle karsitlik olusturmak amaciyla sayma sayilari olarak adlandirilabilir Dogal sayilar saymak icin kullanilabilir bir elma iki elma bir elmaya bir elma eklenmesidir uc elma iki elmaya bir elma eklenmesidir Dogal sayilar masa uzerindeki bozuk paralarin sayisi altidir seklindeki ifadelerde sayma amacli kullanildiginda kardinal sayi olarak adlandirilan bir islevi ustlenirler Bunun yani sira bu sehir ulke capindaki ucuncu en buyuk sehirdir seklindeki ifadelerde siralama amacli kullanildiklarinda ise siral sayi olarak adlandirilan farkli bir islevi yerine getirirler Zaman zaman dogal sayilar matematiksel anlamda sayisal ozelliklere sahip olmayan spor dallarindaki forma numaralari gibi olarak adlandirilan etiketleme amaclari icin de tercih edilirler Dogal sayilar genellikle N sembolu ile gosterilen bir kumeyi teskil ederler Bu sayilar kumesi dogal sayilar kumesinin ardisik genislemeleriyle bircok farkli sayi kumesinin insasina olanak saglar tamsayilar dogal sayilar kumesine henuz dahil edilmemisse bir olan 0 ve her bir sifirdan farkli dogal sayi n icin tanimlanan bir toplaminin tersi n ekleyerek olusturulur rasyonel sayilar her bir sifirdan farkli tam sayi n icin bir 1 n displaystyle 1 n ekleyerek ve bu terslerin tam sayilar ile carpimini da icerecek sekilde genisletilir reel sayilar rasyonel sayilarin limitlerine ulasan ile zenginlestirilerek elde edilir karmasik sayilar reel sayilara eklenen bir 1 in karekoku ve bu karekokun toplamlari ile carpimlari ile genisletilir ve bu surec boyle devam eder Bu ardisik genisletme serisi dogal sayilarin diger sayi sistemlerine kanonik bir sekilde gomulmesini saglar Dogal sayilara ait ozellikler ornegin bolunebilirlik ve asal sayi dagilimi gibi konular sayilar teorisi disiplininde ele alinmaktadir Sayma ve siralamaya dair meseleler boluntu ve enumeratif kombinatorik yontemler gibi konular kombinatorik calisma alaninda detayli bir sekilde incelenmektedir TarihceAntik koken Belcika da bulunan ve nde muhafaza edilip sergilenen Isango kemigi yaklasik 20 000 yil once dogal sayilarin aritmetigiyle ilgili islemlerde kullanildigi dusunulen bir objedir Dogal sayilarin gosterimi konusunda en temel yontemlerden biri parmakla sayma metoduyla parmaklarin kullanilmasidir Nesne basina bir eklemek de benzer sekilde ilkel bir yontem olarak kabul edilir Ilerleyen zamanlarda bir nesneler toplulugu bir isareti silip topluluktan bir nesneyi ayirarak esitlik fazlalik veya eksiklik yonunden degerlendirilebilir Sayilari ifade etmek amaciyla rakamlarin kullanilmasi soyutlama noktasinda onemli bir ilerleme olarak gorulur Bu yaklasim buyuk sayilarin kaydedilmesi icin sistemlerin olusturulmasina imkan tanimistir Antik Misir uygarligi 1 10 ve 1 milyonu askin degerlere kadar olan 10 un katlari icin ozgun hiyeroglifler barindiran kapsamli bir sayi sistemi gelistirmistir Paris teki Louvre muzesinde sergilenen ve M O 1500 yillarina tarihlenen bir Karnak tas oymasi 276 sayisini iki yuz yedi on ve alti birim olarak temsil ederken 4 622 sayisi icin de benzer bir gosterim kullanilmistir Babil uygarligi ise 1 ve 10 icin ozel semboller kullanilarak kurulan ve altmislik bir tabana dayanan bir basamak sistemine sahipti bu sistemde altmis icin kullanilan sembol bir icin kullanilan sembolle ayniydi ve degeri baglamdan cikarilabiliyordu 0 sayisinin kendi ozgun sayisal simgesiyle birlikte bir sayi olarak degerlendirilmesi fikrinin ortaya cikisi nispeten daha gec bir gelismedir Basamak notasyonunda bir 0 rakaminin kullanimi diger sayilar icinde M O 700 lere dayanir ve bu uygulama Babilliler tarafindan benimsenmistir bu basamak sayinin en son sembolu olacaksa kullanilmamistir Olmek ve Maya uygarligi M O 1 yuzyilda 0 i bagimsiz bir sayi olarak kullanmislardir fakat bu kullanim Mezoamerika disina yayilmamistir Modern donemde bir 0 sayisal isaretinin kullanimi M S 628 yilinda Hint matematikci Brahmagupta ile baslamistir Ancak 0 sayisi M S 525 yilinda ile baslayarak Orta Cag unda Paskalya nin tarihinin hesaplanmasi bir sayisal isaret olmadan bir sayi olarak kullanilmistir Standart Roma rakamlarinda 0 icin bir sembol bulunmamaktadir bunun yerine Latince hicbiri anlamina gelen nullus kelimesinden turetilen nulla veya iyelik hali nullae 0 degerini ifade etmek icin kullanilmistir Sayilarin soyutlamalar ile sistematik olarak incelenmesi genellikle Yunan filozoflar Pisagor ve Arsimet e mal edilir Bazi Yunan matematikciler sayi 1 i daha buyuk sayilardan farkli olarak bazen tam olarak bir sayi olarak bile degerlendirmemislerdir Euclid bir birimi oncelikle tanimlayip ardindan bir sayiyi birimlerin coklugu olarak tanimlamistir boylece onun tanimina gore bir birim bir sayi degildir ve benzersiz sayilar mevcut degildir ornegin belirsiz sayida birimden herhangi iki birim bir 2 olarak kabul edilir Ancak hemen ardindan gelen mukemmel sayi taniminda Euclid 1 i diger herhangi bir sayi gibi ele alir Sayilar uzerine bagimsiz calismalar ayni donemlerde Hindistan Cin ve Mezoamerika da da yurutulmustur Modern tanim 19 yuzyil Avrupa sinda dogal sayilar kavraminin esas mahiyeti uzerine matematiksel ve felsefi duzeyde tartismalar gerceklestirilmistir Henri Poincare aksiyomlarin yalnizca sonlu uygulamalari kapsaminda ispatlanabilecegini ifade etmis ve ayni islemin belirsiz sayida tekrarinin zihinsel bir kavrayisla mumkun kilindigi sonucuna ulasmistir Leopold Kronecker kendi inancini Tanri tamsayilari yaratti diger her sey insanin eseridir seklinde ozetlemistir Yapilandirmacilar matematigin temelleri alanindaki mantiksal kesinligi artirma gereksinimini vurgulamislardir 1860 lar doneminde dogal sayilar icin ozyinelemeli bir tanim onererek bu sayilarin aslinda dogustan gelmedigini fakat tanimlarin bir urunu oldugunu ifade etmistir Ilerleyen zamanlarda bu tip formal tanimlarin iki ayri sinifi gelistirilmis daha sonrasinda ise bu tanimlarin cogu pratik uygulamada birbirine esdeger olarak kabul edilmistir Dogal sayilarin kume teorisiyle iliskilendirilmesine yonelik tanimlamalar Frege tarafindan gelistirilmistir Ilk etapta Frege bir dogal sayiyi belirli bir kume ile birebir korespondans kurabilen tum kumelerin toplulugu olarak ifade etmistir Ancak bu yaklasim Russell paradoksu da dahil olmak uzere cesitli paradokslara sebebiyet vermistir Bu tur paradokslardan sakinmak amaciyla tanimlama bicimi bir dogal sayinin ozel bir kume olarak tanimlandigi ve herhangi bir kumenin bu kume ile birebir korespondans kurabiliyorsa soz konusu kumenin eleman sayisinin bu sayi oldugu seklinde modifiye edilmistir Ikinci kategori tanimlamalar Charles Sanders Peirce tarafindan ortaya konmus Richard Dedekind tarafindan rafine edilmis ve Giuseppe Peano tarafindan detayli bir sekilde ele alinmistir bu metodoloji gunumuzde Peano aritmetigi olarak bilinmektedir Bu yaklasim siral sayilarin ozelliklerinin aksiyomatik bir cercevede ele alinmasina dayanmaktadir Her dogal sayinin bir sonraki sayisi vardir ve sifirdan farkli her dogal sayinin benzersiz bir onceki sayisi vardir Peano aritmetigi birkac zayif kume teorisi sistemiyle es tutarlilik gosterir Bu sistemlerden biri tersi ile degistirilmis ZFC sistemidir ZFC de kanitlanabilir ancak Peano Aksiyomlari kullanilarak kanitlanamayan teoremler arasinda bulunur Bu tanimlar isiginda bos kumeyle ozdeslestirilen 0 sayisinin dogal sayilar kumesine dahil edilmesi mantikli bir yaklasim olarak degerlendirilmektedir Gunumuzde kume teorisyenleri ve mantik bilimcileri arasinda 0 i dogal sayilar kumesine dahil etme egilimi yaygindir Matematikcilerin bir kismi da bu uygulamayi benimserken bilgisayar dilleri de genellikle dongu sayaclari dizgi veya dizi elemanlari gibi nesneleri saymaya sifirdan baslamaktadir Diger yandan bircok matematikci eski gelenegi surdurerek ilk dogal sayi olarak 1 i kabul etme egilimindedir Bu yaklasim ozellikle gercek analiz uzerine yazilmis metinlerde yaygindir SimgelemDogal sayilar kumesi standart olarak N veya N displaystyle mathbb N ile ifade edilmektedir Daha eski metinlerde bu kume icin bazen J simgesi tercih edilmistir Dogal sayilarin 0 i kapsayip kapsamadigi duruma gore degisiklik gosterebilir bu yuzden atifta bulunulan versiyonun hangisi oldugunu anlamak onem arz eder Bu genellikle baglamdan anlasilir fakat notasyonda bir alt ya da ust simge kullanimi ile de aciklanabilir Ornegin Sifirsiz dogal sayilar icin 1 2 N N N0 0 N1 displaystyle 1 2 mathbb N mathbb N mathbb N 0 smallsetminus 0 mathbb N 1 Sifir dahil dogal sayilar icin 0 1 2 N0 N0 N 0 displaystyle 0 1 2 mathbb N 0 mathbb N 0 mathbb N cup 0 Diger bir yaklasim olarak dogal sayilar tam sayilar kumesinin bir alt kumesini meydana getirdiklerinden genellikle Z displaystyle mathbb Z seklinde ifade edilir bu sayilar pozitif ya da negatif olmayan tam sayilar olarak da tanimlanabilirler 0 sayisinin dahil edilip edilmedigine dair muglakligi gidermek amaciyla bazen pozitif tam sayilar icin ust simge olarak displaystyle veya isareti negatif olmayan tam sayilar icin ise alt simge veya ust simge olarak 0 isareti kullanilir 1 2 3 x Z x gt 0 Z Z gt 0 displaystyle 1 2 3 dots x in mathbb Z x gt 0 mathbb Z mathbb Z gt 0 0 1 2 x Z x 0 Z 0 Z 0 displaystyle 0 1 2 dots x in mathbb Z x geq 0 mathbb Z 0 mathbb Z geq 0 OzelliklerBu bolum N N0 N 0 displaystyle mathbb N mathbb N 0 mathbb N cup 0 gosterimini esas alir Toplama islemi Dogal sayilar kumesi N displaystyle mathbb N ve her bir dogal sayiyi bir sonraki sayiya esleyen S N N displaystyle S colon mathbb N to mathbb N goz onunde bulunduruldugunda dogal sayilarin toplamasi a 0 a ve her a b icin a S b S a b olacak sekilde ozyinelemeli olarak tanimlanabilir Bu durumda a 1 a S 0 S a 0 S a a 2 a S 1 S a 1 S S a seklinde ifade edilir ve bu dizilim devam eder N displaystyle mathbb N cebirsel yapisi 0 kimlik elemanina sahip bir degismeli monoiddir ve bu yapi bir uretec uzerinden serbest monoid ozelligi gosterir Toplamanin kisalma ozelligini de saglayan bu degismeli monoid bir grup icerisine gomulebilir ozelliktedir Dogal sayilari kapsayan en minimal grup tamsayilar grubudur Eger 1 S 0 olarak tanimlanirsa b 1 b S 0 S b 0 S b olur Bu b 1 ifadesinin b sayisinin ardili oldugunu basitce gosterir Toplama islemi ileri dogru sayma islemidir Toplama islemine katilan sayilara terim islemin sonucuna toplam denir Toplama islemi sayilarin ayni basamaklari arasinda yapilir Bu nedenle toplama isleminde sayilar ayni basamaklar alt alta gelecek sekilde yapilir Dogal sayilarda toplama asagidaki cebirsel kurallara uyar Toplamsal birim oge a 0 a dd Toplamanin degisme ozelligi a b b a dd Toplamanin birlesme ozelligi a b c a b c dd Toplamanin carpma uzerine dagilma ozelligi sagdan dagilma a b c ac bc dd Bir a sayisini bir b sayisiyla toplamak a sayisinin b kere ardilini almak olarak tanimlanir Daha matematiksel bir tanim verilmek istenirse Ard n displaystyle Ard n gosterimi n sayisinin ardilini ifade etmek uzere toplama asagidaki belitlerle tanimlanir a 0 a displaystyle a 0 a a Ard b Ard a b displaystyle a Ard b Ard a b Bu belitlerden yola cikarak ardillik islemini toplama cinsinden gostermek mumkundur 2 belitte b 0 secilirse a Ard 0 ard a 0 displaystyle a Ard 0 ard a 0 sifirin ardili birdir o halde Ard a a 1 displaystyle Ard a a 1 oldugu kolaylikla gorulur Carpma islemi Toplamanin tanimlanmis olmasi goz onune alindiginda carpma islemi displaystyle times a 0 0 ve a S b a b a olacak sekilde tanimlanabilir Bu tanim N displaystyle mathbb N times yapisni etkisiz elemani 1 olan serbest degismeli bir monoid yapisina cevirir bu monoidin uretecler kumesi asal sayilar kumesidir Carpma islemi art arda toplama islemidir Carpma islemine katilan sayilara carpan islemin sonucuna carpim denir Dogal sayilarda carpma asagidaki cebirsel kurallara uyar Carpimsal birim oge a1 a dd Carpmanin degisme ozelligi ab ba dd Carpmanin birlesme ozelligi ab c a bc dd Carpmanin toplama uzerine dagilma ozelligi soldan dagilma c a b ca cb dd Bir a sayisini bir b sayisiyla carpmak a sayisinin b kere toplamini almak olarak tanimlanir Daha matematiksel bir tanim verilmek istenirse Ard n displaystyle Ard n gosterimi n sayisinin ardilini ifade etmek uzere carpma asagidaki belitlerle tanimlanir a1 a displaystyle a1 a aArd b ab a displaystyle a Ard b ab a Toplama ve carpma islemleri arasindaki iliski Toplama ve carpma islemleri birbiriyle uyumludur bu durum dagilma ozelligi ile ifade edilir a b c a b a c Toplama ve carpmanin bu ozellikleri dogal sayilari bir degismeli Ingilizce semiring ayni zamanda rig olarak da bilinir ornegi yapar Yarhalkalar carpmanin mutlaka degismeli olmadigi dogal sayilarin cebirsel bir genellestirmesidir Toplam terslerinin olmamasi ki bu N displaystyle mathbb N in cikarma islemi altinda olmadigina esdegerdir yani bir dogal sayidan diger bir dogal sayiyi cikarmak her zaman baska bir dogal sayi sonucu vermez N displaystyle mathbb N in bir halka olmadigi anlamina gelir bunun yerine bir Dogal sayilar 0 haric alinirsa ve 1 den baslayarak kabul edilirse ve tanimlari yukaridaki gibi olur ancak a 1 S a ve a 1 a ile baslarlar Ayrica N displaystyle mathbb N in kimlik elemani bulunmamaktadir Siralama Bu bolumde ab gibi yan yana getirilmis degiskenler a b carpimini belirtir ve standart islem sirasi varsayilmaktadir Dogal sayilar uzerinde bir a b seklinde tanimlanir ancak ve ancak a c b olacak sekilde baska bir dogal sayi c varsa Bu siralama asagidaki anlamda aritmetik islemler ile uyumludur eger a b ve c dogal sayilarsa ve a b ise o zaman a c b c ve ac bc olur Dogal sayilarin onemli bir ozelligi iyi sirali olmalaridir dogal sayilardan olusan her bos olmayan kumenin en kucuk bir elemani vardir Iyi sirali kumeler arasindaki rutbe bir siral sayi ile ifade edilir dogal sayilar icin bu w omega olarak belirtilir Dogal sayilarin siralanmasina en buyuk basamaktan baslanir Ayni basamakta buyuk rakam bulunan sayi digerinden buyuktur Iki sayinin yuz milyonlar basamaklarinda esit rakamlar bulunuyor Bu nedenle karsilastirma bir sonraki basamak olan on milyonlar basamaklarinda yapilir Bu basamaklarda 9 gt 8 oldugundan 894 125 067 gt 887 954 700 yazilir 894 125 067 buyuktur 887 954 700 seklinde okunur N 0 1 2 3 4 5 6 7 displaystyle mathbb N 0 1 2 3 4 5 6 7 Dogal Sayilar Kumesinde iki dogal sayinin toplami yine bir dogal sayi olur Bolme Bu bolumde ab gibi yan yana getirilmis degiskenler a b carpimini gosterir ve standart islem sirasi kabul edilir Genellikle bir dogal sayiyi baska bir dogal sayiya boldugumuzde sonuc olarak dogal bir sayi elde edilemese de kalanli bolme veya Oklid bolmesi islemi bir alternatif olarak kullanilabilir b 0 olmak uzere herhangi iki dogal sayi a ve b icin a bq r ve r lt b displaystyle a bq r text ve r lt b seklinde olacak q ve r dogal sayilari vardir Sayi q bolme isleminin bolumu olarak r ise kalan olarak adlandirilir a yi b ye boldugumuzde elde edilen q ve r sayilari a ve b tarafindan ozebir sekilde belirlenir Bu Oklid bolmesi sayilar teorisinde bircok diger ozellik bolunebilirlik algoritmalar ornegin Oklid algoritmasi ve fikirler icin temel tasini olusturur Cebirsel ozellikler Dogal sayilar kumesinde tanimlanmis olan toplama ve carpma islemleri asagida siralanan bir dizi cebirsel ozelligi saglar Herhangi iki dogal sayi a ve b icin toplama ve carpma islemleri altinda Ingilizce closure gozlenir yani a b ve a b ifadeleri yine dogal sayilardir Birlesme ozelligi Herhangi bir a b ve c dogal sayisi uzerinde gerceklestirilen toplama ve carpma islemleri birlesme ozelligine uygundur bu da a b c a b c ve a b c a b c seklinde ifade edilir Degisme ozelligi Iki dogal sayi a ve b arasindaki toplama ve carpma islemleri degisme kuralina uyar yani a b b a ve a b b a esitlikleri gecerlidir Dogal sayilar kumesi icerisinde her a dogal sayisi icin a 0 a ve a 1 a olacak sekilde birim elemanlarin varligi kabul edilebilir Eger dogal sayilar sifiri dislayarak ve bir ile baslayarak ele alinirsa her a dogal sayisi icin carpma islemi altinda birim elemanin varligi gecerli olmakla birlikte toplama islemi altinda birim elemanin varligi ozelligi karsilanmaz Dagilma ozelligi Carpma isleminin toplama islemi uzerine dagilma ozelligi herhangi uc dogal sayi a b ve c icin a b c a b a c biciminde ifade edilir eger a ve b dogal sayilari icin a b 0 ise bu durumda a 0 veya b 0 olmalidir veya her ikisi de Dogal sayilar kumesi sifiri dislayarak ve bir ile baslayarak ele alindiginda sifirdan farkli sifir bolenin bulunmamasi ilkesi gecerliligini yitirir Sayi degeri Bir dogal sayinin rakamlarinin belirttigi degere rakamlarin sayi degeri denir Dogal sayinin rakamlarinin toplamina rakamlarin sayi degerleri toplami denir Basamak degeri 9 basamakli bir dogal sayinin basamaklarinin Birler basamaginin basamak degeri 1 Onlar basamaginin basamak degeri 10 Yuzler basamaginin basamak degeri 100 Binler basamaginin basamak degeri 1 000 On binler basamaginin basamak degeri 10 000 Yuz binler basamaginin basamak degeri 100 000 Milyonlar basamaginin basamak degeri 1 000 000 On milyonlar basamaginin basamak degeri 10 000 000 Yuz milyonlar basamaginin basamak degeri 100 000 000 Onlu sayma duzeninde bir basamagin degeri sagindaki basamagin 10 katidir Bir rakamin basamak degeri o rakam ile rakamin yazildigi basamagin carpimiyla bulunur 12345 sayisindaki 2 nin basamak degeri 2 sayi degeri ve 1000 basamak degeri carpilarak 2 1000 2000 seklinde bulunur GenellemelerDogal sayilarin iki temel uygulamasi sayma ve siralama onlardan neset eden iki muhim genellestirmeye zemin hazirlar nicel kardinal sayilar ve siral ordinal sayilar Bir sonlu toplulugun niceliksel buyuklugu dogal sayilar yardimiyla tanimlanabilir daha acik bir deyisle bir toplulugun buyuklugunu olcen bir nicel sayi sonsuz topluluklar icin dahi uygun bir metriktir Nicel sayilarin siralamasi genelde bos kume displaystyle emptyset yi dikkate alacak bicimde sifirdan baslatilir Bu buyukluk tanimi iki toplulugun ancak ve ancak aralarinda bir bijeksiyon mevcut ise sahip oldugunu varsayan topluluklar arasi fonksiyonel iliskilere istinaden sekillenmistir Dogal sayilar toplulugu ve bu toplulugun bijektif donusumu sayilabilir sonsuz olarak nitelendirilir ve acisindan alef sifir ℵ0 degerine sahiptir Dogal sayilar birinci ikinci ucuncu gibi ifadelerle dilbilimsel siral sayilar olarak islev gorurler Siral sayilarin siralanisi genelde bos kume displaystyle emptyset nin siralama turunu dikkate alacak bicimde baslangic noktasi olarak sifiri alir Bu yontemle tam sirali sonlu bir kumenin unsurlarina ve herhangi bir iyi sirali sayilabilir sonsuz kumenin unsurlarina degerler atanabilir Bu atama islemi sayilabilirligin otesinde bir kardinaliteye sahip genel iyi siralamalar icin genellestirilebilir ve boylece siral sayilar elde edilir Bir siral sayi iyi sirali bir kumenin buyuklugu nu kardinalite anlayisindan farkli bir bakis acisiyla aciklamak icin de kullanilabilir iki iyi sirali kume arasinda bir yalnizca bir bijeksiyondan daha fazlasi mevcut ise bu kumeler ayni siral sayiya sahiptirler Dogal sayi olmayan ilk siral sayi w ile ifade edilir bu dogal sayilar kumesinin kendisinin de siral sayisidir Kardinalite degeri ℵ0 olan sirallar arasinda en kucuk olani diger bir deyisle ℵ0 icin w olarak belirlenmistir Bununla birlikte kardinal numarasi ℵ0 olan bircok iyi duzenlenmis kumenin siral numarasi w dan daha yuksek degerlere ulasmaktadir ve iyi duzenlenmis kumeler soz konusu oldugunda siral ve nicel sayilar arasindaki iliski bir bir karsilikliligi seklinde tezahur eder dolayisiyla her iki tur sayi da ilgili kumenin unsurlarinin toplam sayisini yansitan ve bu sayede kumenin eleman sayisi ile es deger tutulan ayni dogal sayi ile ifade edilebilir Soz konusu sayi ayni zamanda daha genis bir sonlu veya bir sonsuz dizi icerisinde bir ogenin konumunu belirtmek icin de islev gorur Skolem tarafindan 1933 yilinda ortaya konan Peano Aritmetigi nin yani birinci mertebeden Peano aksiyomlarinin gerekliliklerini karsilayan sayilabilir bir mevcuttur ise siradan dogal sayilardan araciligiyla turetilebilen ve sayilamaz nitelikte olan bir modeli temsil eder Formel tanimlamalarDogal sayilarin formel bir bicimde tanimlanmasina yonelik iki yaygin yontem mevcuttur Bunlardan birincisi Giuseppe Peano nun adiyla anilan ve birkac temel aksiyom uzerine kurulu Peano aksiyomlarina dayali adi verilen bagimsiz bir icerir Ikinci tanimlama kume teorisinin prensiplerine istinaden gerceklestirilir Bu yaklasim dogal sayilari ozel kumeler olarak tanimlar Daha belirgin bir aciklamayla her bir dogal sayi n diger kumelerin unsurlarinin sayimina olanak taniyan acik bir bicimde belirlenmis bir kume olarak ifade edilir bir kume S n adet unsura sahiptir ifadesi n ile S kumeleri arasinda bir bire bir denklik oldugunu gosterir Dogal sayilarin taniminda basvurulan kumeler Peano aksiyomlarini tatmin eder Bu Peano aritmetiginde ifade edilip ispatlanabilecek her teoremin kume teorisi cercevesinde de ispatlanabilir oldugunu gosterir Fakat her iki tanimin esdeger olmadigi da bir gercektir zira Peano aritmetigi diliyle tanimlanip kume teorisiyle ispatlanabilen ancak Peano aritmetigi dahilinde ispatlanamayan teoremler mevcuttur Bu baglamda muhtemel bir ornek Fermat in Son Teoremi dir Tam sayilarin Peano aksiyomlarini karsilayan kumeler seklinde tanimlanmasi kume teorisi baglaminda Peano aritmetiginin bir olusturur Bu durumun onemli bir neticesi olarak eger kume teorisi tutarli bir yapiya sahipse genel kabule gore bu durum Peano aritmetiginin de tutarli oldugunu gosterir Diger bir ifadeyle Peano aritmetiginde bir celiski ispatlanabilirse bu durum kume teorisinin de celiskili oldugunu ima eder ve kume teorisinin tum teoremleri hem dogru hem de yanlis kabul edilir Peano aksiyomlari Bes Peano aksiyomlari sunlardir Sifir dogal sayilar kumesinin bir elemanidir Her bir dogal sayi icin bu sayiyi takip eden bir sonraki deger de dogal sayilar kumesine aittir Hicbir dogal sayinin bir sonraki degeri olarak sifir 0 kabul edilmez Eger iki dogal sayi birbirinden farkli ise bu sayilarin her birini takip eden sonraki degerler de birbirinden farklidir Eger bir ozellik sifir 0 degeri icin dogru ise ve herhangi bir n dogal sayisi icin bu ozellik gecerliyse bu ozelligin n sayisini takip eden sayi icin de gecerli olmasi durumunda soz konusu ozellik tum dogal sayilar icin gecerlidir Bu aksiyomlar Peano nun yayimladigi orijinal aksiyomlar olmamakla birlikte onun serefine bu isimle anilmaktadir Peano aksiyomlarinin cesitli versiyonlarinda bazen 0 in yerine 1 konulmaktadir Geleneksel aritmetik cercevesinde x displaystyle x elemaninin ardili x 1 displaystyle x 1 olarak tanimlanir ZFC tanimi Zermelo Freankel kume kurami dogal sayilar siral sayilariyla insa edilebilir Buna gore her sayi temelde bir kumedir Eger sifir boskume olarak tanimlanirsa ve her n sayinin ardili n displaystyle n n displaystyle cup n olarak verilirse dogal sayilar insa edilmis olur 0 displaystyle 0 emptyset n n n displaystyle n n cup n Bu tanim dogal sayilarin yinelgen bir yapida oldugunu da belirtmis olur Bu yinelgen tanimla sayilar 0 1 0 2 0 1 3 0 1 2 n 1 0 1 n Bu tanimda iki dogal sayinin esitligi sayilarin oge sayisina dayanir Russell in farkli bir tanimi daha genel gorunebilir 0 DOGAL SAYIDIR 0 displaystyle 0 emptyset sifir hic ogesi olmayan tum kumelerin kumesi n x y x nvey x displaystyle n x cup y x in n text ve y not in x n nin ardili oge sayisi n olan tum kumelerin kumesi Ne var ki bu tanim belitsel kume kuramlarinda gecerli degildir cunku bir sayi kume olamayacak kadar buyuk topluluklar olmak zorunda kaliyor Ancak gibi kuramlarda gecerlidir Kume Teorisel Tanim Sezgisel olarak n dogal sayisi n sayida elemana sahip tum kumelerin paylastigi ortak bir ozelliktir Bu baglamda n nin birbirleriyle bire bir denklik kurulabilir iliskisi cercevesinde bir olarak tanimlanmasi dogal bir yaklasim olarak dusunulebilir Ne var ki bu yontem kume teorisi icerisinde uygulanabilir degildir zira bu tur bir denklik sinifi bir kume olusturmayacaktir Russell paradoksu sebebiyle Standart cozum n sayida elemana sahip ozgun bir kume belirlemek ve bu kumeyi dogal sayi n olarak adlandirmaktir Asagida sunulan tanim ilk kez John von Neumann tarafindan yayimlanmistir fakat Levy bu dusuncenin Zermelo nun 1916 yilinda yayimlanmamis eserlerine dayandigini ifade etmektedir Bu tanimin icin de bir siral sayi tanimi olarak uygulanabilir olmasi dolayisiyla burada incelenen kumeler zaman zaman olarak isimlendirilmektedir Tanim asagidaki adimlarla gerceklestirilir 0 displaystyle 0 emptyset bos kume olarak tanimlanir Bir a kumesinin ardili S a olarak S a a a biciminde belirlenir geregi 0 degerini iceren ve ardil fonksiyonu altinda olan kumeler bulunmaktadir Bu tur kumeler induktif kume olarak ifade edilir Tum induktif kumelerin kesisimi yine bir induktif kume olusturur Bu kesisim dogal sayilar kumesini olusturur Dogal sayilarin Peano aksiyomlarini sagladigi kontrol edilebilir Bu tanimla birlikte bir dogal sayi n verildiginde bir kume S n elemanina sahiptir cumlesi formel olarak n ile S arasinda bir bijeksiyon bulunur seklinde tanimlanabilir Bu S nin elemanlarinin sayilmasi islemini formalize eder Ayrica n m ifadesi yalnizca n nin m nin bir alt kumesi oldugunda gecerlidir Diger bir deyisle kume icerme iliskisi dogal sayilar uzerindeki alisilagelmis tanimlar Bu siralama bir iyi siralamadir Tanim geregi her bir dogal sayi kendisinden kucuk olan tum dogal sayilarin topluluguna denktir Bu kavram von Neumann in sirali sayilar tanimi araciligiyla kullanilarak genisletilebilir ki bu sonsuz olanlar da dahil olmak uzere tum siral sayilarin tanimlanmasini saglar Her bir sirali sayi kendisinden kucuk olan sirali sayilarin iyi bir sekilde siralanmis toplulugudur Sonsuzluk aksiyomunun gecerli olmadigi finitist yaklasimlarda dogal sayilar bir kume olarak kabul edilmeyebilir Bununla birlikte dogal sayilar yukarida aciklandigi uzere bireysel olarak tanimlanabilir ve Peano aksiyomlarini tatmin etmeye devam ederler Diger kume teorik yapilanmalar mevcuttur Ozellikle Ernst Zermelo tarafindan saglanan ve gunumuzde yalnizca tarihsel bir oneme sahip olan bir yapi Zermelo sirali sayilari olarak adlandirilmaktadir Bu yapida 0 bos kume olarak tanimlanir ve S a a ifadesi kullanilir Bu tanim cercevesinde her bir dogal sayi bir singleton kumesi olarak ele alinir Bu nedenle dogal sayilarin temsil etme ozelligi dogrudan erisilebilir degildir yalnizca ordinal ozellik bir dizi icindeki n inci eleman olma derhal algilanabilir Von Neumann yapisinin aksine Zermelo sirali sayilari sonsuz sirali sayilara genisletilemez Ayrica bakinizSayi sistemleri Karmasik C displaystyle mathbb C Reel R displaystyle mathbb R Rasyonel Q displaystyle mathbb Q Tam sayi Z displaystyle mathbb Z Dogal N displaystyle mathbb N Sifir 0Bir 1Asal sayilarBilesik sayilarNegatif tam sayilarKesir Devirli ondalik sayiIrrasyonel Cebirsel irrasyonelAskinSanalNot listesi Carothers 2000 s 3 N displaystyle mathbb N pozitif tam sayilar kumesidir demektedir Her iki tanim da gerektiginde benimsenmektedir ve sifirin dogal sayilar kumesine dahil edilip edilmemesi konusunda evrensel bir mutabakat bulunmamaktadir Mendelson 2008 Bu muazzam sayi sistemleri hiyerarsisi dogal sayilara dair birkac temel varsayim uzerinden yalnizca kume teorisi yontemleri kullanilarak kurulmustur Bluman 2010 Sayilar matematigin temel tasini olusturur Kish te kesfedilen bir tablet M O 700 civarina tarihlenmekte ve pozisyonel notasyonda bos bir alani gostermek icin uc kancadan faydalanmaktadir Benzer donemlere ait diger tabletler bos bir alani isaretlemek icin tek bir kancanin kullanildigini gosterir Bu kural Oklid in Elementleri gibi eserlerde uygulanmaktadir D Joyce tarafindan hazirlanan Kitap VII nin web versiyonuna bakiniz Bu Ingilizce ceviri Gray tarafindan yapilmistir Gray bu Almanca alintiyi Weber 1891 1892 19 Kronecker in 1886 yilinda verdigi bir dersi alintilayarak seklinde kaynak gostermistir Yirminci yuzyilin matematik calismalarinin onemli bir bolumu disiplinin mantiksal temellerini ve yapisal ozelliklerini detayli bir sekilde inceleme cabalarina adanmistir Eves 1990 s 606 Mac Lane amp Birkhoff 1999 s 15 dogal sayilar icinde sifiri da dahil eder Sezgisel olarak tum dogal sayilarin kumesi N 0 1 2 displaystyle mathbb N 0 1 2 ldots su sekilde tanimlanabilir N displaystyle mathbb N bir baslangic sayisi 0 icerir Bu tanimi Peano Aksiyomlarinin kendi versiyonlarini takip ederek yaparlar Kaynakca Banerjee Reina Modern School Mathematics Book 7 Ingilizce Orient Blackswan ss 7 8 ISBN 978 81 7370 121 4 a b c Standard number sets and intervals PDF ISO 80000 2 2019 Ingilizce International Organization for Standardization 19 Mayis 2020 s 4 13 Mart 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 17 Subat 2024 Merriam Webster com Ingilizce Merriam Webster 13 Aralik 2019 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 4 Ekim 2014 a b c Weisstein Eric W Natural Number Ingilizce 29 Haziran 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 11 Agustos 2020 Ganssle Jack G Barr Michael 2003 integer Embedded Systems Dictionary Ingilizce Taylor amp Francis ss 138 integer 247 signed integer amp 276 unsigned integer ISBN 978 1 57820 120 4 29 Mart 2017 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 28 Mart 2017 Google Books vasitasiyla Eric W Weisstein Counting Number MathWorld Natural Numbers Ingilizce 9 Temmuz 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 11 Agustos 2020 Isango kemigi Ingilizce Bruksel Belcika 4 Mart 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Isango kemigi Ingilizce Bruksel Belcika 27 Mayis 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Ingilizce 10 Kasim 2014 tarihinde kaynagindan arsivlendi Ifrah Georges 2000 The Universal History of Numbers Ingilizce Wiley ISBN 0 471 37568 3 MacTutor Matematik Tarihi 19 Ocak 2013 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 23 Ocak 2013 Mann Charles C 2005 1491 New Revelations of the Americas before Columbus Knopf s 19 ISBN 978 1 4000 4006 3 14 Mayis 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 3 Subat 2015 Google Books vasitasiyla Evans Brian 2014 Chapter 10 Pre Columbian Mathematics The Olmec Maya and Inca Civilizations The Development of Mathematics Throughout the Centuries A brief history in a cultural context John Wiley amp Sons ISBN 978 1 118 85397 9 Google Books vasitasiyla Deckers Michael 25 Agustos 2003 Cyclus Decemnovennalis Dionysii Nineteen year cycle of Dionysius Hbar phys msu ru 15 Ocak 2019 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 13 Subat 2012 Euclid Book VII definitions 1 and 2 Joyce D Ed Clark University Mueller Ian 2006 Philosophy of mathematics and deductive structure in Euclid s Elements Mineola New York Dover Publications s 58 ISBN 978 0 486 45300 2 OCLC 69792712 Euclid Book VII definition 22 Joyce D Ed Clark University A perfect number is that which is equal to the sum of its own parts In definition VII 3 a part was defined as a number but here 1 is considered to be a part so that for example 6 1 2 3 is a perfect number Kline Morris 1990 1972 Mathematical Thought from Ancient to Modern Times Oxford University Press ISBN 0 19 506135 7 Poincare Henri 1905 On the nature of mathematical reasoning La Science et l hypothese Science and Hypothesis Ingilizce Greenstreet William John tarafindan cevrildi VI 2008 Plato s Ghost The modernist transformation of mathematics Princeton University Press s 153 ISBN 978 1 4008 2904 0 29 Mart 2017 tarihinde kaynagindan Google Books vasitasiyla Weber Heinrich L 1891 1892 Jahresbericht der Deutschen Mathematiker Vereinigung Annual report of the German Mathematicians Association ss 2 5 23 The quote is on p 19 9 Agustos 2018 tarihinde kaynagindan arsivlendi 20 Agustos 2017 tarihinde kaynagindan arsivlendi Eves 1990 Chapter 15 Kirby Laurie Paris Jeff 1982 Accessible Independence Results for Peano Arithmetic Bulletin of the London Mathematical Society Wiley 14 4 285 293 doi 10 1112 blms 14 4 285 ISSN 0024 6093 Bagaria Joan 2017 Set Theory Winter 2014 bas The Stanford Encyclopedia of Philosophy 14 Mart 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 13 Subat 2015 Goldrei Derek 1998 3 Classic Set Theory A guided independent study 1 ed 1 print bas Boca Raton Fla u a Chapman amp Hall CRC s 33 ISBN 978 0 412 60610 6 Brown Jim 1978 In defense of index origin 0 ACM SIGAPL APL Quote Quad 9 2 7 doi 10 1145 586050 586053 Hui Roger Is index origin 0 a hindrance jsoftware com 20 Ekim 2015 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 19 Ocak 2015 This is common in texts about See for example Carothers 2000 s 3 or Thomson Bruckner amp Bruckner 2008 s 2 Listing of the Mathematical Notations used in the Mathematical Functions Website Numbers variables and functions functions wolfram com 9 Temmuz 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Temmuz 2020 Rudin W 1976 Principles of Mathematical Analysis New York McGraw Hill s 25 ISBN 978 0 07 054235 8 Grimaldi Ralph P Discrete and Combinatorial Mathematics An applied introduction 5 5yil 2004 bas Pearson Addison Wesley ISBN 978 0 201 72634 3 Kitap kaynagi soyadi1 Grimaldi ad1 Ralph P baslik A review of discrete and combinatorial mathematics tarih 2003 yayinci Addison Wesley yer Boston isbn 978 0 201 72634 3 sayfa 133 basim 5 5 Weisstein Eric W Multiplication mathworld wolfram com Ingilizce 4 Agustos 2020 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Temmuz 2020 Fletcher Harold Howell Arnold A 9 Mayis 2014 Mathematics with Understanding Ingilizce Elsevier s 116 ISBN 978 1 4832 8079 0 15 Eylul 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 21 Subat 2024 the set of natural numbers is closed under addition set of natural numbers is closed under multiplication Davisson Schuyler Colfax 1910 College Algebra Ingilizce Macmillian Company s 2 15 Eylul 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 21 Subat 2024 Addition of natural numbers is associative Brandon Bertha M Brown Kenneth E Gundlach Bernard H Cooke Ralph J 1962 Laidlaw mathematics series Ingilizce 8 Laidlaw Bros s 25 15 Eylul 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 21 Subat 2024 Mints G E Ed Peano axioms Encyclopedia of Mathematics Springer in cooperation with the 13 Ekim 2014 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 8 Ekim 2014 von Neumann 1923 Levy 1979 BibliografyaBluman Allan 2010 Pre Algebra DeMYSTiFieD Second bas McGraw Hill Professional ISBN 978 0 07 174251 1 Google Books vasitasiyla Carothers N L 2000 Real Analysis Cambridge University Press ISBN 978 0 521 49756 5 Google Books vasitasiyla Clapham Christopher Nicholson James 2014 The Concise Oxford Dictionary of Mathematics Fifth bas Oxford University Press ISBN 978 0 19 967959 1 Google Books vasitasiyla Dedekind Richard 1963 1901 Essays on the Theory of Numbers Beman Wooster Woodruff tarafindan cevrildi reprint bas Dover Books ISBN 978 0 486 21010 0 Archive org vasitasiyla Dedekind Richard 1901 Essays on the Theory of Numbers Beman Wooster Woodruff tarafindan cevrildi Chicago IL Open Court Publishing Company Erisim tarihi 13 Agustos 2020 Project Gutenberg vasitasiyla Dedekind Richard 2007 1901 Essays on the Theory of Numbers Kessinger Publishing LLC ISBN 978 0 548 08985 9 1990 6 6baslik An Introduction to the History of Mathematics bas Thomson ISBN 978 0 03 029558 4 https books google com books id PXvwAAAAMAAJ Google Books vasitasiyla Eksik ya da bos baslik yardim 1960 Naive Set Theory Springer Science amp Business Media ISBN 978 0 387 90092 6 Google Books vasitasiyla Hamilton A G 1988 Logic for Mathematicians Revised bas Cambridge University Press ISBN 978 0 521 36865 0 Google Books vasitasiyla James Glenn 1992 Mathematics Dictionary Fifth bas Chapman amp Hall ISBN 978 0 412 99041 0 Google Books vasitasiyla Landau Edmund 1966 Foundations of Analysis Third bas Chelsea Publishing ISBN 978 0 8218 2693 5 Google Books vasitasiyla 1979 Basic Set Theory Springer Verlag Berlin Heidelberg ISBN 978 3 662 02310 5 Birkhoff Garrett 1999 3 3baslik Algebra bas American Mathematical Society ISBN 978 0 8218 1646 2 https books google com books id L6FENd8GHIUC amp q 22the natural numbers 22 amp pg PA15 Google Books vasitasiyla Eksik ya da bos baslik yardim 2008 1973 Number Systems and the Foundations of Analysis Dover Publications ISBN 978 0 486 45792 5 Google Books vasitasiyla Morash Ronald P 1991 Bridge to Abstract Mathematics Mathematical proof and structures Second bas Mcgraw Hill College ISBN 978 0 07 043043 3 Google Books vasitasiyla Musser Gary L Peterson Blake E Burger William F 2013 10 10baslik Mathematics for Elementary Teachers A contemporary approach bas ISBN 978 1 118 45744 3 https books google com books id b3dbAgAAQBAJ Google Books vasitasiyla Eksik ya da bos baslik yardim Szczepanski Amy F Kositsky Andrew P 2008 The Complete Idiot s Guide to Pre algebra Penguin Group ISBN 978 1 59257 772 9 Google Books vasitasiyla Thomson Brian S Bruckner Judith B Bruckner Andrew M 2008 Elementary Real Analysis Second bas ClassicalRealAnalysis com ISBN 978 1 4348 4367 8 Google Books vasitasiyla von Neumann John 1923 On the Introduction of the Transfinite Numbers Acta Litterarum AC Scientiarum Ragiae Universitatis Hungaricae Francisco Josephinae Sectio Scientiarum Mathematicarum 1 199 208 18 Aralik 2014 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 15 Eylul 2013 von Neumann John January 2002 1923 On the introduction of transfinite numbers van Heijenoort Jean Ed 3 3baslik From Frege to Godel A source book in mathematical logic 1879 1931 bas Harvard University Press ss 346 354 ISBN 978 0 674 32449 7 Eksik ya da bos baslik yardim English translation of von Neumann 1923