I Numeri
Esempi:
(a) 16.083838383
(b) 0.43000000000
(c) 27.000000000
(d) 2.23606797749978
(e) 395.7121122111222111122221111122222
Seguendo
quest'ultima convenzione (b) (0.4300000
) avrebbe periodo "0".
Per abbreviare, la scrittura la sequenza finale di "0"
viene in genere omessa, cioè, invece di
| -0.430 -0.43000 -0.43 | |
Per questo motivo i numeri con periodo 0 vengono detti anche numeri limitati. |
I numeri sono i modelli
matematici impiegati per rappresentare misure di
grandezze.
Consideriamo, ad esempio, la
misura della lunghezza di un'asta mediante un nastro
metallico.
(A) Segno
su di esso una tacca 0 e, alla distanza di 1 metro, la tacca
1; riportando successivamente 1 metro posso segnare le tacche 2,3,
.
Steso il nastro con la tacca 0
a una estremità dell'asta, all'altra estremità
corrisponde una tacca compresa tra 2 e 3: 2 metri è una misura
approssimata per difetto
con errore al più di 1 metro.
(B) Suddivido,
poi, ogni divisione, cioè ogni parte di nastro compresa
tra due tacche, in 10
parti uguali. In corrispondenza delle
vecchie tacche aggiungo ".0"; in corrispondenza delle
nuove tacche scrivo 0.1, 0.2,
, 0.9, 1.0, 1.2,
.
L'estremità dell'asta
cade tra le tacche 2.7 e 2.8; posso dire che 2.7 m (2 m e 7 decimi di
metro) è la misura dell'asta approssimata per difetto con
errore al più di 0.1 m (1 decimo di metro).
(C) Posso
andare avanti con ulteriori suddivisioni e ottenere che la lunghezza dell'asta in metri è compresa tra 2.70 e 2.71, o,
con ulteriori suddivisioni (se le estremità dell'asta sono
tagliate bene, in modo che si possano individuare con precisione i
punti del nastro misuratore a cui esse corrispondono), che è
compresa tra 2.708 e 2.709, cioè che l'asta misura 2 m 70 cm 8
mm e rotti.
Ma con il mio nastro
misuratore non posso ottenere misure più precise.
La misura in metri dell'asta
non posso, quindi, rappresentarla esattamente con un numero reale, ma
solo approssimarla con l'intervallo
I numeri reali costituiscono,
dunque, un modello astratto della misura delle
grandezze fisiche: con una misurazione non è possibile
determinare con infinite cifre il valore di una grandezza.
Tuttavia il suo uso ci
consente di fare ragionamenti più semplici. Ci consente di
parlare di:
tempi uguali (senza
misure esatte come potremmo dire che due fenomeni hanno la stessa
durata?),
rettangoli (come
potremmo dire che quattro angoli hanno la stessa ampiezza?),
Nei casi pratici,
naturalmente, dovremo tenere conto di queste astrazioni e sostituire
calcoli approssimati
ai calcoli con numeri esatti.
Ad esempio, poiché il
"pollice" (o "inch") è definito come 2.54
cm esatti, cioè come 2.54000
cm (con periodo "0"), posso
dire che un oggetto lungo esattamente 10 inch ha come misura
in centimetri 25.4000
e che un oggetto
lungo esattamente 2 cm ha come misura in pollici
2 / 2.54 =
__________________________________________
0.787401574803149606299212598425196850393700
(0.7874015748031496062992125984251968503937007874
)
Vi sono fenomeni che variano a
scatti, per i quali si possono dare descrizioni esatte
usando i numeri interi.
Nel caso di un edificio,
possiamo individuare il dislivello dal piano della strada indicando
con 0 il piano terra e, scelta come "unità" di
riferimento il piano, indicando con numeri interi i piani
sopra o sotto il livello della strada. Non ci serve suddividere il
piano in sottounità. Anche per rappresentare la
popolazione di un paese sono sufficienti i numeri interi, se si
prende come unità l'abitante.
Nota 1. A seconda dei contesti l'espressione "5.7" può indicare: | |
il
numero 5.7000
o un arrotondamento a 2 cifre, cioè un valore compreso tra 5.65 e 5.75 (o un troncamento). |
Nota 2. Spesso
per descrivere arrotondamenti è utile ricorrere alla notazione
scientifica; ad esempio per descrivere l'arrotondamento a 3 cifre di
23961, o si scrive 24000 aggiungendo la specificazione che le
cifre significative sono 3 (anche il primo "0" è una
cifra significativa) o si scrive 24.0 mila o
o si
scrive 2.40·104; nel caso di misure, per sciogliere l'ambiguità (quanti "0" sono cifre significative?), si può ricorrere ai prefissi (che posti davanti a un simbolo di unità di misura U formano il simbolo di una nuova unità di misura pari a
Ricordiamo quanto vale n nel caso dei vari prefissi: | ||||
p (pico) 12 | ν (nano) 9 | μ (micro) 6 | m (milli) 3 | |
c (centi) 2 | d (deci) 1 | da (deca) 1 | h (etto) 2 | |
k (chilo) 3 | M (mega) 6 | G (giga) 9 | T (tera) 12 | |
In informatica M e G sono usati in modo un po' diverso: MB e GB indicano KB2 e KB3, che sono circa, ma non esattamente, uguali a 106 e a 109 byte, in quanto il KB è 1024 B, non 1000 B: calcolatore(3). I prefissi sono da usare solo come prefissi: è errato, e fonte di confusioni, usare "da" per indicare "decina", "h" per indicare centinaio, (solo in informatica si usano spesso K, M e G da soli, al posto di KB, MB e GB, ma, come abbiamo visto, con significati diversi rispetto all'uso di k, M e G che si fa nelle misure fisiche). |
Le sequenze che non iniziano con "", ad eccezione dell'espressione 0.000 (che indica la tacca 0), vengono chiamate numeri positivi.
[Nota che questo vale per le sequenze di cifre, mentre in generale non è detto che un termine iniziante con "" sia negativo; ad es. se x è negativo x (anche se si legge "meno x") rappresenta un numero positivo: funzione 1]
Le espressioni 007 e 7 sono
due diverse sequenze di simboli ma sono da intendersi uguali
come numeri. Abbiamo ora visto che anche 0 e 0 sono uguali come
numeri.
Anche 4.999
e 5.000
vengono considerate uguali come numeri.
Infatti il punto che
(nell'unità scelta) dista 5.000
dalla tacca 0 è quello individuato dalla tacca 5.
Del punto che dista 4.999
dalla tacca 0 sappiamo che non supera la tacca 5 e che è
oltre la tacca 4.9, oltre la tacca 4.99, oltre la tacca 4.999,
. E l'unico punto che gode di questa proprietà è quello
individuato dalla tacca 5.
Quindi 5.000
e 4.999
indicano la stessa misura.
Posso, dunque, dire che i numeri con periodo 9, essendo uguali a numeri con periodo 0, sono limitati. Posso dire pure che 3.999 , essendo uguale a 4 (cioè a 4.000 ), è un numero intero.
Nota. A volte, erroneamente, si tende ad escludere i numeri limitati quando si pensa ai numeri periodici. Per non incorrere in questo errore, abbastanza comune, occorre ricordare che (nel caso in cui si intendano descrivere numeri esatti, non valori approssimati) 7.3 è una abbreviazione di 7.3000 , che equivale a 7.2999 . Come viene precisato in una voce successiva ( basi di rappresentazione), a differenza del concetto di periodicità, quello di limitatezza non è una proprietà dei numeri, ma delle loro rappresentazioni in un fissato sistema di numerazione. | ||
I numeri interi non negativi
(cioè i numeri interi positivi e il numero zero)
vengono detti anche numeri naturali. Corrispondono alle sequenze finite di cifre, intendendo che una sequenza è "uguale" a un'altra "come numero" se differisce da essa solo per qualche "0" iniziale in più o in meno (07, 7, 007 sono lo stesso numero naturale). La descrizione data dal diagramma di flusso andrebbe bene anche se si usasse come cifra solo la tacca "|". Avremmo come numeri: | || ||| |||| ||||| |||||| Potremmo poi stabilire di codificare 1 come |, 2 come ||, 3 come |||, , ottenendo i numeri interi positivi, oppure 0 come |, 1 come ||, 2 come |||, , ottenendo tutti i numeri naturali. Questa codifica è in realtà il primo modo in cui l'umanità ha scritto e "operato" con i numeri (se usiamo la prima codifica, 2+3, ossia |||||, si ottiene semplicemente concatenando || e |||). | ||
Nel caso si usi solo "|", il diagramma genera man mano il numero successivo a quello appena scritto. Nel caso si usino più cifre la generazione ordinata dei numeri naturali può essere effettuata mediante un contatore [ animazione]. | ||
Osserviamo che alcuni chiamano "numeri naturali" i numeri interi positivi. Noi, invece, nel seguito, includeremo sempre lo zero tra i numeri naturali. |
altri collegamenti [nuova pagina]
Ecco che cosa si può trovare in un vocabolario per la voce numero:
nùmero, sm.
1 Oggetto matematico, in genere rappresentato mediante cifre ed eventualmente un "." o una "," (punto o virgola decimale), utilizzato a vari scopi (per indicare quantità, misure, posizioni, codifiche,
).
2 generalizzazione di quanto al punto precedente, impiegante anche lettere od altri simboli (in genere per codifiche o per contrassegnare oggetti) il numero di targa è GE A3577.
3 la entità contrassegnata (misurata, codificata,
) con un numero abito al numero 5 della via, è il turno del cliente numero 23, telefonagli al numero di casa, porto il numero 43, è nella seconda camera del 5° piano, al numero 502.
4 quantità indeterminata siamo in un bel numero.
5 ogni edizione di una pubblicazione periodica quando esce il prossimo numero?
6 parte di uno spettacolo il prossimo numero è acrobatico.
7 requisito, dote, risorsa hai i numeri per farcela.