实数与完备性
域公理
域公理是一份简短的规则清单,它声明算术运算的表现和你在学校学到的一样。它们保证加法和乘法都满足交换律与结合律,存在特殊的数零与一,每个数都有相反数,每个非零数都有倒数,并且乘法对加法满足分配律。
细致地说,域是一个带有加法与乘法两种运算的集合,满足:两种运算都满足结合律与交换律;加法有单位元 0,每个元素 a 有加法逆元负 a;乘法有不同于 0 的单位元 1,每个非零元素有乘法逆元;并且分配律成立,即 a 乘以 b 与 c 之和等于 a 乘 b 加 a 乘 c。这大约九条规则就是你从头证明代数事实时所能动用的全部。
有理数、实数和复数都是域。关键在于,域公理对序和极限只字未提,所以单凭它们无法刻画实数的特别之处。它们是代数地基,序与完备性是后来添加上去的。
仅凭域公理你就能证明一些小事实,比如 a 乘 0 等于 0,以及负 a 乘负 b 等于 a 乘 b。它们是定理,而非额外的公理。
另见