Арихметика

Арихме́тика, -ки, ж. Ариѳметика. Арихметикою або щотницею зветься така наука, що навчає без помилок щитати (лічити). Кон. Ар. 1. Ум. Арихметичка. Арихметичка трудна мені здалася. Г. Барв. 403.

Сучасні словники

Тлумачення слова у сучасних словниках

Арифметика (греч. arithmetika, від arithmys — число), наука про числа, в першу чергу про натуральні (цілих позитивних) числа і (раціональних) дробах, і діях над ними.

Історична довідка

Виникнувши в глибокій старовині з практичних потреб рахунку і простих вимірів, А. розвивалася у зв'язку з ускладненням господарської діяльності і соціальних стосунків, грошовими розрахунками, завданнями вимірів відстаней, часу, площ і вимогами, які пред'являли до неї інші науки. Про виникнення рахунку і про початкові стадії утворення арифметичних понять судять зазвичай за спостереженнями, що відносяться до процесу рахунку у первісних народів, і, непрямим чином, шляхом вивчення слідів аналогічних стадій, що збереглися в мовах культурних народів і що спостерігаються при засвоєнні цих понять дітьми. Ці дані говорять про те, що розвиток тих елементів розумової діяльності, які лежать в основі процесу рахунку, проходіт ряд проміжних етапів. До них відносяться: уміння взнавати один і той же предмет і розрізняти предмети в тій, що підлягає рахунку сукупності предметів; уміння встановлювати вичерпне розкладання цієї сукупності на елементи, відмітні один від одного і в той же час рівноправні при рахунку (користування іменованою «одиницею» рахунку); уміння встановлювати відповідність між елементами двох безлічі, спочатку безпосередньо, а потім зіставленням їх з елементами разів назавжди впорядкованої сукупності об'єктів, тобто сукупності об'єктів, розташованих в певній послідовності. Елементами такої стандартної впорядкованої сукупності стають слова (числівники), що вживані при рахунку предметів будь-якої якісної природи і відповідають утворенню відвернутого поняття числа. За самих різних умов можна спостерігати схожі особливості поступового виникнення і удосконалення перерахованих навиків і що відповідають їм арифметичних понять.

 Спочатку рахунок виявляється можливим лише для совокупностей з порівняно невеликого числа предметів, за межами якого кількісні відмінності усвідомлюються смутно і характеризуються словами, синонімами слова «багато», що є; при цьому знаряддям рахунку служать карби на дереві (рахунок «бирки»), рахункові камінчики, чотки, пальці рук і т.п., а також безліч, що укладає постійне число елементів, наприклад: «очі» — як синонім чисельник «два», гроно руки («пясть») — як синонім і фактична основа числівника «п'ять», і т.п.

 Словесний порядковий рахунок (раз, два, три і т.д.), пряму залежність якого від пальцьового рахунку (послідовне вимовлення назв пальців, частин рук) в деяких випадках можна прослідити безпосередньо, зв'язується надалі з рахунком груп, що містять певне число предметів. Це число утворює підстава відповідної системи числення, зазвичай, в результаті рахунку по пальцях двох рук, рівне 10. Зустрічаються, проте, і угрупування по 5, по 20 (французьке 80 «quatre-vingt» = 4 ´ 20), по 40, по 12 («дюжина»), по 60 і навіть по 11 (Нова Зеландія). У епоху розвинених торгівельних стосунків способи нумерації (як усною, так і письмовою) природно виявляли тенденцію до одноманітності в племен, що спілкувалися між собою, і народностей; ця обставина зіграла вирішальну роль у встановленні і поширенні вживаною в наст. час системи нумерації ( числення ), принципу маєткового (порозрядного) значення цифр і способів виконання арифметичних дій. Мабуть, аналогічними причинами пояснюється і загальновідома схожість імен числівників в різних мовах: наприклад, два — dva (санськр.), duo (греч.), duo (лат.), two (англ.).

 Джерелом перших достовірних відомостей про стан арифметичних знань в епоху древніх цивілізацій є письмові документи Ін.(Древн) Єгипту ( папіруси математичні ), написані приблизно за 2 тис. років до н. е.(наша ера) Це — збірки завдань з вказівкою їх рішень, правил дій над цілими числами і дробами з допоміжними таблицями, без яких би то не було пояснень теоретичного характеру. Вирішення деяких завдань в цій збірці виробляється, по суті, за допомогою складання і вирішення рівнянь; зустрічаються також арифметичні і геометричні прогресії.

 Про досить високий рівень арифметичної культури вавілонян за 2—3 тис. років до н. е.(наша ера) дозволяють судити клинописні математичні тексти . Письмова нумерація вавілонян в клинописних текстах є своєрідним з'єднанням десяткової системи (для чисел, менших 60) з шестідесятірічной, з розрядними одиницями 60, 60 2 і т.д. Найбільш істотним показником високого рівня А. є вживання шестідесятірічних дробів з поширенням на них тієї ж системи нумерації, аналогічно сучасним десятковим дробам. Техніка виконання арифметичних дій у вавілонян, в теоретичному відношенні аналогічна звичайним прийомам в десятковій системі, ускладнювалася необхідністю удаватися до обширних таблиць множення (для чисел від 1 до 59). У клинописних матеріалах, що збереглися, були, мабуть, навчальні посібники, знаходяться, крім того, і відповідні таблиці зворотних чисел (двозначні і тризначні, тобто з точністю до 1 / 60 2 і 1 / 60 3 ), що застосовувалися при діленні.

 У древніх греків практична сторона А. не отримала подальшого розвитку; система письмової нумерації, що застосовувалася ними, за допомогою букв алфавіту була значно менш пристосована для виробництва складних обчислень, ніж вавілонська (показово, зокрема, що старогрецькі астрономи вважали за краще користуватися шестідесятірічной системою). З іншого боку, старогрецькі математики поклали початок теоретичній розробці А. у частині, що стосувалася вчення про натуральні числа, теорію пропорцій, виміри величин і — в неявній формі — також і теорії ірраціональних чисел. У «Початках» Евкліда (3 ст до н.е.(наша ера)) є ті, що зберегли своє значення і до цих пір доказ нескінченності числа простих чисел, основні теореми про подільності, алгоритми для знаходження загальної міри двох відрізань і загального найбільшого дільника двох чисел (див. Евкліда алгоритм ), доказ неіснування раціонального числа, квадрат якого дорівнює 2 (ірраціональність числа ), і викладена в геометричній формі теорія пропорцій. До теоретіко-числовіх завдань, що розглядалися, відносяться завдання про досконалих числах (Евклід), про піфагорових числах, а також — вже в пізнішу епоху — алгоритм для виділення простих чисел ( Ератосфену решето ) і вирішення ряду невизначених рівнянь 2-ої і вищих мір (Діофант).

 Істотну роль в утворенні поняття безконечного натурального ряду чисел зіграв «Псамміт» Архімеда (3 ст до н.е.(наша ера)), в якому доводиться можливість іменувати і позначати скільки завгодно великі числа. Вигадування Архімеда свідчать про досить високе мистецтво в набутті наближених значень шуканих величин: витягання кореня з багатозначних чисел, знаходження раціональних наближень для ірраціональних чисел, наприклад

 Римляни не просунули вперед техніку обчислень, залишивши, проте, систему нумерації ( римські цифри ), що дійшла до нашого часу, мало пристосовану для виробництва дій і вживану в даний час майже виключно для позначення порядкових чисел.

 Важко прослідити спадкоємність в розвитку математики відносно попередніх, більш древніх, культур; проте надзвичайно важливі етапи у розвитку А. зв'язуються з культурою Індії, що зробила вплив як на країни Передньої Азії і Європи, так і на країни Вост. Азії (Китай, Японія). Окрім застосування алгебри до вирішення завдань арифметичного вмісту, найбільш істотна заслуга індійців — введення позиційної системи числення (із застосуванням десяти цифр, включаючи нуль для позначення відсутності одиниць в якому-небудь з розрядів), можливої, що зробила, розробку порівняно простих правил виконання основних арифметичних дій.

 Учені середньовічного Сходу не лише зберегли в переведеннях спадщину старогрецьких математиків, але і сприяли поширенню і подальшому розвитку досягнень індійців. Методи виконання арифметичних дій, в значній частині ще далекі від сучасних, але вже використовуючі переваги позиційної системи числення, з 10 ст н.е.(наша ера) стали поступово проникати до Європи, раніше всього до Італії і Іспанію.

 Порівняно повільний прогрес А. в середні віки змінялося до початку 17 ст швидким удосконаленням прийомів обчислення у зв'язку із збільшеними практичними запитами до техніки обчислень (завдання мореплавної астрономії, механіки, комерційні розрахунки і , що ускладнилися;т.п.). Дроби із знаменником 10, що уживалися ще індійцями (при витяганні квадратного коріння) і що неодноразово звертали на себе увагу і європейських учених застосовувалися спочатку в неявній формі в тригонометричних таблицях (у формі цілих чисел, що виражають довжини ліній синуса, тангенса і т.д. при радіусі, прийнятому за 10 5 ). Вперше (1427) детально описав систему десяткових дробів і правила дій над ними аль- Каші . Запис десяткових дробів, по суті співпадаючий з сучасною, зустрічається у вигадуваннях С. Стевіна в 1585 і з того часу набуває повсюдного поширення. До тієї ж епохи відноситься винахід логарифмів на початку 17 ст Дж. Непером . На початку 18 ст прийоми виконання і запису обчислень набувають сучасної форми.

 В Росії до початку 17 ст застосовувалася нумерація, схожа з грецькою; добре і своєрідно була розроблена система усної нумерації, що доходила до 50-го розряду. З російського арифметичного керівництва почала 18 ст найбільше значення мала високо оцінена М. В. Ломоносовим «Арифметика» Л. Ф. Магніцкого (1703). У ній міститься наступне визначення А.: «Арифметики або числітельніца, є мистецтво чесне, незаздрісне, і всім легкозрозуміле, багатокорисне, і многохвальнейшєє, від прадавніх же і новітніх, в різні часи ізряднейших арифметик, що жили, винайдене, і викладене». Поряд з питаннями нумерації, викладом техніки обчислення з цілими числами і дробами (в т.ч. і десятковими) і відповідними завданнями в цьому керівництві містяться і елементи алгебри, геометрія і тригонометрії, а також ряд практичних відомостей, що відносяться до комерційних розрахунків і завдань навігації. Виклад А. набуває вже більш менш сучасного вигляду в Л. Ейлера і його учнів.

Ілюстрації