数学中数的分类方式因研究角度不同而有所差异,以下是常见的分类方法及主要类别:
一、按定义分类
实数与虚数 - 实数:
包括有理数和无理数,可表示为数轴上的点。 - 虚数:形如$a + bi$($b neq 0$),其中$i^2 = -1$,如$sqrt{-1}$。 - 复数:实数与虚数的统称,形式为$a + bi$,当$b=0$时为实数,当$a=0$时为纯虚数。
代数数与超越数 - 代数数:
满足整系数多项式方程的数,如$sqrt{2}$、$pi$(需注意$pi$是超越数)。 - 超越数:不满足任何整系数多项式方程的数,如$e$、$pi$。
二、按性质分类
有理数与无理数 - 有理数:
可表示为$frac{a}{b}$($a,b$为整数,$b neq 0$),包括整数、分数、有限小数、无限循环小数。 - 无理数:无限不循环小数,如$sqrt{2}$、$e$、$pi$。
整数与分数 - 整数:
包括正整数、零、负整数(如$-3, 0, 5$)。 - 分数:形如$frac{a}{b}$($b neq 0$),可表示为有限小数或无限循环小数。
三、其他分类维度
正数与负数:根据数值符号分类。- 奇数与偶数:整数中能被2整除的数(偶数),否则为奇数。- 质数与合数:
质数:大于1且仅能被1和自身整除的数(如2、3、5)。 - 合数:大于1且有其他因数的数(如4、6、8)。- 自然数:通常指非负整数(0, 1, 2, 3, …),部分定义包含0。
四、特殊数集
复数域上的函数:如幂函数、三角函数、指数函数等。- 超数:不满足任何整系数多项式方程的数,如$e$、$pi$。- 素数与完全数:素数是质数,完全数是满足特定条件的数(如6、28)。
总结
数学中的数系是一个多层次、多维度的概念,不同分类标准下存在交叉与重叠。实数与虚数构成数轴基础,有理数与无理数划分连续性与离散性,代数数与超越数区分可计算性与不可计算性。此外,按性质分类(如奇偶性、质合性)则揭示了数的结构特征。