實數與完備性
體公理
體公理是一份簡短的規則清單,它聲明算術運算的表現和你在學校學到的一樣。它們保證加法和乘法都滿足交換律與結合律,存在特殊的數零與一,每個數都有相反數,每個非零數都有倒數,並且乘法對加法滿足分配律。
細緻地說,體是一個帶有加法與乘法兩種運算的集合,滿足:兩種運算都滿足結合律與交換律;加法有單位元 0,每個元素 a 有加法逆元負 a;乘法有不同於 0 的單位元 1,每個非零元素有乘法逆元;並且分配律成立,即 a 乘以 b 與 c 之和等於 a 乘 b 加 a 乘 c。這大約九條規則就是你從頭證明代數事實時所能動用的全部。
有理數、實數和複數都是體。關鍵在於,體公理對序和極限隻字未提,所以單憑它們無法刻畫實數的特別之處。它們是代數地基,序與完備性是後來添加上去的。
僅憑體公理你就能證明一些小事實,比如 a 乘 0 等於 0,以及負 a 乘負 b 等於 a 乘 b。它們是定理,而非額外的公理。
另見