0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Affinely Extended Real Numbers

المؤلف:  Goldberg, D.

المصدر:  "What Every Computer Scientist Should Know About Floating-Point Arithmetic." ACM Comput. Surv. 23, 5-48, March 1991. https://docs.sun.com/source/806-3568/ncg_goldberg.html.

الجزء والصفحة:  ...

18-10-2020

1875

+

-

20

Affinely Extended Real Numbers

The set R union <span style={+infty,-infty}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/AffinelyExtendedRealNumbers/Inline1.gif" style="height:15px; width:90px" /> obtained by adjoining two improper elements to the set R of real numbers is normally called the set of (affinely) extended real numbers. Although the notation for this set is not completely standardized, R^_ is commonly used. The set may also be written in interval notation as [-infty,+infty]. With an appropriate topology, R^_ is the two-point compactification (or affine closure) of R. The improper elements, the affine infinities +infty and -infty, correspond to ideal points of the number line. Note that these improper elements are not real numbers, and that this system of extended real numbers is not a field.

Instead of writing +infty, many authors write simply infty. However, the compound symbol +infty will be used here to represent the positive improper element of R^_, allowing the individual symbol infty to be used unambiguously to represent the unsigned improper element of R^*, the one-point compactification (or projective closure) of R.

A very important property of R^_, which R lacks, is that every subset S of R^_ has an infimum (greatest lower bound) and a supremum (least upper bound). In particular, supemptyset=-infty and, if S is unbounded above, then supS=+infty. Similarly, infemptyset=+infty and, if S is unbounded below, then infS=-infty.

Order relations can be extended from R to R^_, and arithmetic operations can be partially extended. For x in R^_,

-infty<x<+infty if x!=+/-infty,-infty<+infty

(1)

-(+infty)=-infty,-(-infty)=+infty

(2)

x+(+infty)=+infty+x=+infty if x!=-infty

(3)

x+(-infty)=-infty+x=-infty if x!=+infty

(4)

x·(+/-infty)=+/-infty·x=+/-infty if x>0

(5)

x·(+/-infty)=+/-infty·x=∓infty if x<0

(6)

x/(+/-infty)=0 if x!=+/-infty

(7)

|x/0|=+infty if x!=0.

(8)

However, the expressions +infty+(-infty)-infty+(+infty), and 0/0 are undefined.

The above statements which define results of arithmetic operations on R^_ may be considered as abbreviations of statements about determinate limit forms. For example, -(+infty)=-infty may be considered as an abbreviation for "If x increases without bound, then -x decreases without bound." Most descriptions of R^_ also make a statement concerning the products of the improper elements and 0, but there is no consensus as to what that statement should be. Some authors (e.g., Kolmogorov 1995, p. 193) state that, like +infty+(-infty) and -infty+(+infty)0·(+/-infty) and +/-infty·0 should be undefined, presumably because of the indeterminate status of the corresponding limit forms. Other authors (such as McShane 1983, p. 2) accept 0·(+/-infty)=+/-infty·0=0, at least as a convention which is useful in certain contexts.

Many results for other operations and functions can be obtained by considering determinate limit forms. For example, a partial extension of the function f(x,y)=x^y can be obtained for x,y in R^_ as

(+infty)^y = <span style={0 if y<0; +infty if y>0" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/AffinelyExtendedRealNumbers/Inline54.gif" style="height:41px; width:84px" />

(9)

x^(+infty) = <span style={0 if 0<x<1; +infty if x>1" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/AffinelyExtendedRealNumbers/Inline57.gif" style="height:41px; width:106px" />

(10)

x^(-infty) = <span style={+infty if 0<x<1; 0 if x>1." src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/AffinelyExtendedRealNumbers/Inline60.gif" style="height:41px; width:106px" />

(11)

The functions e^x and ln|x| can be fully extended to R^_, with

e^(-infty) = 0

(12)

e^(+infty) = +infty

(13)

ln|0| = -infty

(14)

ln|+/-infty| = +infty.

(15)

Some other important functions (e.g., tanh(+/-infty)=+/-1 and tan^(-1)(+/-infty)=+/-pi/2) can be extended to R^_, while others (e.g., sinxcosx) cannot. Evaluations of expressions involving +infty and -infty, derived by considering determinate limit forms, are routinely used by computer algebra languages such as the Wolfram Language when performing simplifications.

Floating-point arithmetic, with its two signed infinities, is intended to approximate arithmetic on R^_ (Goldberg 1991, pp. 21-22).


REFERENCES:

Goldberg, D. "What Every Computer Scientist Should Know About Floating-Point Arithmetic." ACM Comput. Surv. 23, 5-48, March 1991. https://docs.sun.com/source/806-3568/ncg_goldberg.html.

Kolmogorov, N. A. "Infinity." Encyclopaedia of Mathematics: An Updated and Annotated Translation of the Soviet "Mathematical Encyclopaedia," 2nd ed., Vol. 3. (Managing Ed. M. Hazewinkel). Dordrecht, Netherlands: Reidel, 1995.

McShane, E. J. Unified Integration. Orlando, FL: Academic Press, p. 2, 1983.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد