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中学校

時計の算術

余りの集合を決め、その中だけで計算する世界を作ります。

まず、身近な例で

あめ8個を3人に同じ数ずつ配ると、1人2個ずつで、2個余ります。あめの数を変えてみよう。

3個ずつの組2余り:2個

8 = 3 × 2 + 2。余りは2個。

この例と、本当の定義の違い

これは整数の割り算の例です。証明では、もっと構造を持つ数の対象にも同じ考え方を使います。

ちいさな確認:考えてみよう

問いの数と、今動かしている図の数を見比べよう。何度やり直しても大丈夫。

8と5を3で割ると、余りは同じ?

答えと考え方を読む

はい、両方とも2。 8 = 3×2+2、5 = 3×1+2。もとの数が違っても、余りは同じになります。

3段階で考えよう

  1. まず世界の大きさとして正の整数nを決めます。中に置けるのは、nで割った余り0・1・…・n − 1だけです。
  2. 余りどうしの足し算は、和をnで割った余りで置き換えます。引き算とかけ算も同じ方法で決まります。
  3. この構成を「nを法とする整数」と呼びます。LeanではZMod nで、0の場合はℤ、正のnの場合はFin nという有限の余りの集合です。

小さな例で確かめる

0・…・11の目盛りの時計では、9時の5時間後は2時。9 + 5 = 14で、14を12で割ると余り2です。

Leanの定義・原文の抜粋

Mathlib · db584cd · Defs.lean

/-- The integers modulo `n : ℕ`. -/@[to_additive_dont_translate]def ZMod : ℕ → Type  | 0 => ℤ

このLeanの読み方

定義は二つの場合をそのまま並べます。ZMod 0はℤ、ZMod (n + 1)はFin (n + 1)。時計の例は正の大きさなので、世界は有限です。

この言葉を使う章

2. 三の場合の事件簿5. あやしい小包7. ベテランたちの事件簿8. ひみつの二重奏9. コンサートへの二つの入口10. 3音だけのオーディション11. パスポートを借りる作戦12. 二つの工房、同じ注文13. ピップの無謀なキルト14. どんどん小さくなる予約
わからない・道に迷った

ミカのたすけ舟

時計の算術

今は、一つだけ

まず「3段階で考えよう」を上から読みます。Leanの原文は、その後でも大丈夫です。

言葉をほどこう

余りの集合を決め、その中だけで計算する世界を作ります。

このページの「この言葉の前に」に、先に知ると読みやすい言葉があります。

小さな手がかり

0・…・11の目盛りの時計では、9時の5時間後は2時。9 + 5 = 14で、14を12で割ると余り2です。

閉じれば、読んでいた場所に戻れます。このページに合わせて用意したヒントです。

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