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絕對值、相反數與倒數

對同一個數的三種變換,各自的「撤銷」方式都不同:絕對值去掉符號,相反數關於零翻折,倒數把它上下顛倒。分清這三者,正是帶符號運算的核心。

絕對值:是距離,絕不為負

一個數的絕對值,記作 |x|,是它在數軸到 0 的距離——而距離絕不為負。所以 |3| = 3,|−3| = 3,因為 3 與 −3 離零都是三步。這個運算只是丟掉符號:當 x ≥ 0 時 |x| = x,當 x < 0 時 |x| = −x(沒錯,x 為負時,−x 就是正的)。

相反數與倒數:兩種不同的「撤銷」

兩個數可以在兩種全然不同的意義上彼此「抵消」,初學者總把它們弄混。x 的相反數是它的加法逆元 −x:它在加法下抵消,因為 x + (−x) = 0。x 的倒數是它的乘法逆元 1/x:它在乘法下抵消,因為 x · (1/x) = 1。5 的相反數是 −5;5 的倒數是 1/5。兩者絕不相同。

         number x   opposite −x   reciprocal 1/x
         ────────   ───────────   ──────────────
              5         −5            1/5
             −4          4           −1/4
            2/3        −2/3           3/2   (flip it!)
              0          0           undefined (no 1/0)

Checks:
   5 + (−5) = 0     ← opposites add to 0
   5 · (1/5) = 1    ← reciprocals multiply to 1
  (2/3)·(3/2) = 6/6 = 1   ✓
相反數翻轉符號;倒數翻轉分數。零有相反數,卻沒有倒數。

分數而言,倒數美妙地簡單:只要把上下交換,所以 2/3 的倒數是 3/2。唯一的例外是:0 有相反數(就是它自己),卻沒有倒數,因為 1/0 是無定義的——你不能除以零。把這個例外揣在口袋裡;日後代數中許許多多「無定義」的答案,都由它來解釋。