نصف عدد صحيح

رقم منزل نصف صحيح في مدينة كيبيك

في الرياضيات ، نصف العدد الصحيح هو عدد على الصورة ن+12،{\displaystyle n+{\tfrac {1}{2}},} أينن{\displaystyle n}هو عدد صحيح. على سبيل المثال، 412،7/2،-132،8.5{\displaystyle 4{\tfrac {1}{2}},\quad 7/2,\quad -{\tfrac {13}{2}},\quad 8.5} جميعها أنصاف أعداد صحيحة . قد يكون اسم "نصف عدد صحيح" مضللاً، حيث أن كل عدد صحيحن{\displaystyle n}وهو نفسه نصف العدد الصحيح2ن{\displaystyle 2n}قد يكون اسم مثل "عدد صحيح زائد نصف" أكثر دقة، ولكن على الرغم من أنه ليس صحيحًا حرفيًا، فإن "نصف عدد صحيح" هو المصطلح المتعارف عليه.

لاحظ أن تقسيم عدد صحيح إلى نصفين لا ينتج عنه دائمًا نصف عدد صحيح؛ هذا صحيح فقط للأعداد الصحيحة الفردية . ولهذا السبب، تُسمى أنصاف الأعداد الصحيحة أحيانًا أنصاف الأعداد الفردية . تُعد أنصاف الأعداد الصحيحة مجموعة فرعية من الأعداد النسبية الثنائية (الأعداد الناتجة عن قسمة عدد صحيح على قوة من قوى العدد اثنين ). [ 1 ]

الترميز والبنية الجبرية

يُرمز عادةً إلى مجموعة جميع أنصاف الأعداد الصحيحة بـZ+12=(12Z)Z .{\displaystyle \mathbb {Z} +{\tfrac {1}{2}}\quad =\quad \left({\tfrac {1}{2}}\mathbb {Z} \right)\smallsetminus \mathbb {Z} ~.} تشكل الأعداد الصحيحة وأنصاف الأعداد الصحيحة معًا مجموعة تحت عملية الجمع، والتي يمكن الإشارة إليها بـ [ 2 ].12Z .{\displaystyle {\tfrac {1}{2}}\mathbb {Z} ~.} لكن هذه الأعداد لا تشكل حلقة لأن حاصل ضرب عددين نصف صحيحين ليس عددًا نصف صحيح؛ على سبيل المثال 12×12 = 14  12Z .{\displaystyle ~{\tfrac {1}{2}}\times {\tfrac {1}{2}}~=~{\tfrac {1}{4}}~\notin ~{\tfrac {1}{2}}\mathbb {Z} ~.}[ 3 ] أصغرحلقة تحتويعليهم هيZ[12]{\displaystyle \mathbb {Z} \left[{\tfrac {1}{2}}\right]}، حلقة العقلانيات الثنائية .

ملكيات

  • مجموعن{\displaystyle n}يكون العدد نصف صحيح إذا وفقط إذان{\displaystyle n}هذا غريب. وهذا يشملن=0{\displaystyle n=0}لأن المجموع الفارغ 0 ليس نصف عدد صحيح.
  • معكوس العدد النصفي هو عدد نصفي.
  • عدد عناصر مجموعة أنصاف الأعداد الصحيحة يساوي عدد عناصر مجموعة الأعداد الصحيحة. ويعود ذلك إلى وجود تقابل من مجموعة الأعداد الصحيحة إلى مجموعة أنصاف الأعداد الصحيحة.و:xx+0.5{\displaystyle f:x\to x+0.5}، أينx{\displaystyle x}هو عدد صحيح.

الاستخدامات

تعبئة كروية

تُعرف أكثر طرق التعبئة الشبكية كثافةً للكرات الوحدوية في أربعة أبعاد (وتُسمى شبكة D4 ) بوضع كرة عند كل نقطة إحداثياتها إما أعداد صحيحة بالكامل أو أنصاف أعداد صحيحة بالكامل. وترتبط هذه التعبئة ارتباطًا وثيقًا بأعداد هورويتز الصحيحة : وهي أعداد رباعية معاملاتها الحقيقية إما أعداد صحيحة بالكامل أو أنصاف أعداد صحيحة بالكامل. [ 4 ]

الفيزياء

في الفيزياء، ينتج مبدأ استبعاد باولي من تعريف الفرميونات على أنها جسيمات لها لف مغزلي يساوي نصف عدد صحيح. [ 5 ]

تقع مستويات الطاقة للمذبذب التوافقي الكمومي عند أنصاف الأعداد الصحيحة، وبالتالي فإن أدنى طاقة له ليست صفرًا. [ 6 ]

حجم الكرة

على الرغم من أن دالة المضروب معرفة فقط للأعداد الصحيحة، إلا أنه يمكن توسيعها لتشمل الأعداد الكسرية باستخدام دالة غاما . تُعد دالة غاما للأعداد النصفية جزءًا مهمًا من صيغة حجم كرة ذات أبعاد n ونصف قطر rR{\displaystyle R}, [ 7 ]Vن(R)=πن/2Γ(ن2+1)Rن .{\displaystyle V_{n}(R)={\frac {\pi ^{n/2}}{\Gamma ({\frac {n}{2}}+1)}}R^{n}~.} قيم دالة جاما على أنصاف الأعداد الصحيحة هي مضاعفات نسبية للجذر التربيعي لـ π : Γ(12+ن) = (2ن-1)!!2نπ = (2ن)!4نن!π {\displaystyle \Gamma \left({\tfrac {1}{2}}+n\right)~=~{\frac {\,(2n-1)!!\,}{2^{n}}}\,{\sqrt {\pi \,}}~=~{\frac {(2n)!}{\,4^{n}\,n!\,}}{\sqrt {\pi \,}}~} أينن!!{\displaystyle n!!}يرمز إلى المضروب المزدوج .

مراجع

  1. سابين، مالكولم (2010). تحليل وتصميم مخططات التقسيم الفرعي أحادي المتغير . الهندسة والحوسبة. المجلد  6. سبرينغر. ص  51. ISBN 9783642136481.
  2. توراييف، فلاديمير ج. (2010). الثوابت الكمومية للعُقد والمتشعبات ثلاثية الأبعاد . دراسات دي جرويتر في الرياضيات. المجلد 18 ( الطبعة الثانية). والتر دي جرويتر. ص 390. ISBN    9783110221848.
  3. بولوس، جورج؛ بورغيس، جون ب.؛ جيفري، ريتشارد س. (2002). الحوسبة والمنطق . مطبعة جامعة كامبريدج. ص 105. ISBN  9780521007580.
  4. بايز، جون سي. (2005). "مراجعة لكتاب " حول الكواترنيونات والأوكتونيونات: هندستها وحساباتها وتناظرها" لجون إتش. كونواي وديريك أ. سميث" . نشرة الجمعية الرياضية الأمريكية (مراجعة كتاب). 42 : 229-243 . doi : 10.1090/S0273-0979-05-01043-8 .
  5. ^ مزاروس، بيتر (2010). الكون عالي الطاقة: أحداث الطاقة العالية جدًا في الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات . مطبعة جامعة كامبريدج. ص. 13. رقم ISBN  9781139490726.
  6. فوكس، مارك (2006). البصريات الكمية: مقدمة . سلسلة أكسفورد للماجستير في الفيزياء. المجلد 6. مطبعة جامعة أكسفورد. ص 131. ISBN   9780191524257.
  7. "المعادلة 5.19.4" . المكتبة الرقمية للدوال الرياضية التابعة للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا . المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا . 6 مايو 2013. الإصدار 1.0.6.