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加法和减法互为逆运算吗?

[10-15 23:20:14]   来源:http://www.xiaozhibei.com  数学教学随笔   阅读:9721

    数学讲究严谨,因此教师课堂上所说的每一句话都不能犯知识性的错误,不少教师在教学中都想当然地认为,既然“减法是加法的逆运算”,那么“加法也一定是减法的逆运算”,甚至认为“加法与减法互为逆运算”。但是,大多数初等数学理论书籍中都只说“减法是加法的逆运算”,而对“加法是不是减法的逆运算”和“加法与减法是不是互为逆运算”则闭口不谈,小学数学教科书与教学参考书也是这样处理的,另外查阅了许多资料也是如此。其实,要说清楚这个问题,首先要对“运算”和“逆运算”进行定义,弄清楚“逆运算”的内涵。
    一般来说,运算都指代数运算,它是集合中的一种对应。对于集合A中的有序元素对a、6,有集合A中唯一确定的第三个元素c与它们对应,叫做集合A中定义了一种“运算”。由这个运算可以得出两个运算,就是把a、6中的一个当作所求的,而把c当作已知的,这样得出的运算叫做原来运算的“逆运算”。它的第一个逆运算是:对于元素对c、6,使元素“与它们对应;它的第二个逆运算是:对于元素对ca,使元素6与它们对应。如果一个运算满足交换律,即这个运算对于任意一对元素a、b或b、a,永远得到同一结果,那么这个运算的两个逆运算是一致的。也就是说,存这种情况下,这个运算有唯一的“逆运算”。
    例如,对于整数集来说,任意两个整数的加法运算满足加法交换律,所以加法有唯一的逆运算——减法。又如,任意两个整数的乘法运算满足乘法交换律,所以乘法有唯一的逆运算——除法。
    但是,每一个运算并不都有逆运算。例如,在自然数集合中,定义了自然数的加法,而它的逆运算——减法,对于任意两个自然数a、b,并不是总能施行的:例如2+3=5,已知5、3或已知5、2,都可以用减法来求另一个加数,这时我们就可以说“减法是加法的逆运算”。又如5-3=2,已知5、2或已知3、2,这时不能都用同一种,运算(加法)求另一个数,所以加法不是减法的逆运算。即使认为减法运算有两种不同的“逆运算”——加法运算和减法运算,就说“减法的逆运算是加法”、“加法和减法互为逆运算”是不对的,甚至只说“加法是减法的逆运算”也是不妥当的。如果要说,就应该说成“加法是减法的逆运算之一”。如同“除法是乘法的逆运算,而乘法不是除法的逆运算”一样,道理亦然。
    同时,还有教师从辩证唯物主义角度出发,认为加法和减法互为逆运算、乘法与除法互为逆运算是对的。两个相互对立的事物,在一定的条件下可以相互转化,两种对立的运算,在一定条件下也可以相互转化。正运算和逆运算是对立的双方,是现实世界中正与逆的矛盾在数学中的反映,因此它们相互依存、不可分割,并在一定的条件下相互转化。数的加法和减法、乘法和除法互为逆运算,都可以相互转化。加法可以转化成减法,反之亦然。另外,加法和减法在转化的前提下统一起来了,形成了代数和的概念。可见,没有转化,就没有统一。同时,笔者认为小学数学也不必讲得那么深奥,简单点就可以了。但数学更应讲究其科学性和严谨性,不能因为我们暂时说不清楚就迁就使然,草草了事
    以上观点,提出并与同行商榷,希望有更多、更准确的意见。

 

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