Арифметические операции что это

Арифметика. Арифметические действия

Содержание

Арифметика. Арифметические действия

Обратные арифметические действия

Свойства арифметических действий

Порядок выполнения арифметических действий

Умножение натуральных чисел на 10, 100, 1000; и т.д.

Арифметика. Арифметические действия

Арифметическим действием называют операцию, удовлетворяющую ряду свойств и позволяющую по нескольким данным числам найти новое число.

Арифметикой называют науку, изучающую простейшие свойства чисел и арифметических действий.

Существуют шесть арифметических действий: сложение, вычитание, умножение, деление, возведение в степень, извлечение корня.

Обратные арифметические действия

Вычитание – это арифметическое действие, обратное к сложению, деление – действие, обратное к умножению, извлечение корня – действие, обратное к возведению в степень.

Свойства арифметических действий

Порядок выполнения арифметических действий

Сложение и вычитание называют действиями первой ступени, умножение и деление – действиями второй ступени, возведение в степень и извлечение корня – действиями третьей ступени.

Действия одной ступени выполняются в том же порядке, в каком они записаны в формуле.

Если в формуле содержатся действия разных ступеней, то сначала выполняют действия высших ступеней, а затем низших ступеней.

Если формула содержит скобки, то сначала выполняют действия в скобках. Скобки бывают круглыми, квадратными и фигурными, причем между ними нет никакой разницы.

Если скобки содержат другие скобки, то сначала выполняют действия во «внутренних» скобках.

Умножение натуральных чисел на 10, 100, 1000 и т.д.

Действительно, например, число 3610 состоит из трёх тысяч, шести сотен и одного десятка, поэтому

Источник

Порядок действий в математике

Основные операции в математике

Порядок вычисления простых выражений

Есть однозначное правило, которое определяет порядок выполнения действий в выражениях без скобок:

Из этого правила становится яснее, какое действие выполняется первым. Универсального ответа нет, нужно анализировать каждый пример и подбирать ход решения самостоятельно.

Что первое, умножение или деление? — По порядку слева направо.

Сначала умножение или сложение? — Умножаем, потом складываем.

Порядок выполнения действий в математике (слева направо) можно объяснить тем, что в нашей культуре принято вести записи слева направо. А необходимость сначала умножить или разделить объясняется самой сутью этих операций.

Рассмотрим порядок арифметических действий в примерах.

Пример 1. Выполнить вычисление: 11- 2 + 5.

В нашем выражении нет скобок, умножение и деление отсутствуют, поэтому выполняем все действия в указанном порядке. Сначала вычтем два из одиннадцати, затем прибавим к остатку пять и в итоге получим четырнадцать.

Вот запись всего решения: 11- 2 + 5 = 9 + 5 = 14.

Пример 2. В каком порядке выполнить вычисления в выражении: 10 : 2 * 7 : 5?

Чтобы не ошибиться, перечитаем правило для выражений без скобок. У нас есть только умножение и деление — значит сохраняем записанный порядок вычислений и считаем последовательно слева направо.

Сначала выполняем деление десяти на два, результат умножаем на семь и получившееся в число делим на пять.

Запись всего решения выглядит так: 10 : 2 * 7 : 5 = 5 * 7 : 5 = 35 : 5 = 7.

Пока новые знания не стали привычными, чтобы не перепутать последовательность действий при вычислении значения выражения, удобно над знаками арифметический действий расставить цифры, которые соответствуют порядку их выполнения.

Например, в такой последовательности можно решить пример по действиям:

Действия первой и второй ступени

В некоторых учебниках по математике можно встретить разделение арифметических действий на действия первой и второй ступени.

С этими терминами правило определения порядка выполнения действий звучит так:

Если выражение не содержит скобок, то по порядку слева направо сначала выполняются действия второй ступени (умножение и деление), затем — действия первой ступени (сложение и вычитание).

Порядок вычислений в выражениях со скобками

Иногда выражения могут содержать скобки, которые подсказывают порядок выполнения математических действий. В этом случае правило звучит так:

Сначала выполнить действия в скобках, при этом также по порядку слева направо выполняется умножение и деление, затем — сложение и вычитание.

Выражения в скобках рассматриваются как составные части исходного выражения. В них сохраняется уже известный нам порядок выполнения действий.

Рассмотрим порядок выполнения действий на примерах со скобками.

Как правильно решить пример:

Выражение содержит скобки, поэтому сначала выполним действия в выражениях, которые заключены в эти скобки.

Подставляем полученные значения в исходное выражение:

Порядок действий: умножение, деление, и только потом — сложение. Получится:

10 + 2 * 8 : 2 = 10 + 16 : 2 = 10 + 8 = 18.

На этом все действия выполнены.

Можно встретить выражения, которые содержат скобки в скобках. Для их решения, нужно последовательно применять правило выполнения действий в выражениях со скобками. Удобнее всего начинать выполнение действий с внутренних скобок и продвигаться к внешним. Покажем на примере.

Пример 2. Выполнить действия в выражении: 9 + (5 + 1 + 4 * (2 + 3)).

Перед нами выражение со скобками. Это значит, что выполнение действий нужно начать с выражения в скобках, то есть, с 5 + 1 + 4 * (2 + 3). Но! Это выражение также содержит скобки, поэтому начнем сначала с действий в них:

Подставим найденное значение: 5 + 1 + 4 * 5. В этом выражении сначала выполняем умножение, затем — сложение:

5 + 1 + 4 * 5 = 5 + 1 + 20 = 26.

Исходное значение, после подстановки примет вид 9 + 26, и остается лишь выполнить сложение: 9 + 26 = 35.

Ответ: 9 + (5 + 1 + 4 * (2 + 3)) = 35.

Порядок вычисления в выражениях со степенями, корнями, логарифмами и иными функциями

Если в выражение входят степени, корни, логарифмы, синус, косинус, тангенс и котангенс, а также другие функции — их значения нужно вычислить до выполнения остальных действий. При этом важно учитывать правила из предыдущих пунктов, которые задают очередность действий в математике.

Другими словами, перечисленные функции по степени важности можно приравнивать к выражению в скобках.

И, как всегда, рассмотрим, как это работает на примере.

В этом выражении есть степень 62. И нам нужно найти ее значение до выполнения остальных действий. Выполним возведение в степень: 62 = 36.

Подставляем полученное значение в исходное выражение:

Дальше нам уже все знакомо: выполняем действия в скобках, далее по порядку слева направо выполняем сначала умножение, деление, а затем — сложение и вычитание. Ход решения выглядит так:

У нас есть статья «знаки больше, меньше или равно», она может быть полезной для тебя!

Источник

Арифметические операции что это

Во всех языках программирования под выражением подразумева­ется конструкция, составленная из констант, переменных, знаков операций, функций, скобок. Выражение определяет порядок вычис­ления некоторого значения. Если это числовое значение, то такое выражение называют арифметическим. Вот несколько примеров ариф­метических выражений, записанных по правилам языка Си:

Три первых выражения имеют традиционную форму для язы­ков программирования высокого уровня, поэтому их смысл оче­виден. Следующие четыре выражения специфичны для языка Си.

Опишем набор операций, используемых в Си, а также правила записи и вычисления выражений. Напомним, что операция, при­меняемая к одному операнду, называется унарной, а операция с двумя операндами — бинарной.

— вычитание или унарный минус;

+ сложение или унарный плюс;

++ унарная операция увеличения на единицу (инкремент);

Все операции, кроме деления по модулю, применимы к лю­бым числовым типам данных. Операция % применима только к целым числам.

Если хотя бы один из операндов имеет вещественный тип, то и ре­зультат будет вещественным. Например, операции 5./3, 5./3., 5/3. дадут вещественный результат 1.6666.

Различие проявляется при использовании префиксной и пост­фиксной форм в выражениях. Проиллюстрируем это на примерах. Первый пример:

В результате выполнения переменные получат следующие зна­чения: а = 4, b = 3, с= 6. Второй пример:

Результаты будут такими: а = 4, b = 3, с=12.

По убыванию старшинства арифметические операции распо­ложены в следующем порядке:

Одинаковые по старшинству операции выполняются в порядке слева направо. Д ля изменения порядка выполне­ния операций в выражениях могут применяться круглые скобки.

>= больше или равно, равно,

Как уже говорилось раньше, в стандарте Си нет логического типа данных. Поэтому результатом операции отношения является целое число: если отношение истинно — то 1, если ложно — то 0.

Результатом второго и третьего отношений будет 0 — ложь; результат четвертого отношения равен 1 — истина; результат пер­вого отношения зависит от значения переменной а.

! операция отрицания (НЕ),

&& конъюнкция, логическое умножение (И),

| | дизъюнкция, логическое сложение (ИЛИ).

Например, логическое выражение, соответствующее системе неравенств 0 x

Обратите внимание на то обстоятельство, что здесь не понадо­бились круглые скобки для выделения операций отношения. В Си операции отношения старше конъюнкции и дизъ­юнкции. По убыванию приоритета логические операции и опера­ции отношения расположены в следующем порядке:

Помимо рассмотренных в Си имеются поразрядные логические операции. Эти операции выполняются над каждой парой соответ­ствующих двоичных разрядов внутреннего представления операн­дов. Их еще называют битовыми логическими операциями. Знаки битовых логических операций:

& поразрядная конъюнкция (И),

| поразрядная дизъюнкция (ИЛИ),

^ поразрядное исключающее ИЛИ,

поразрядное отрицание (НЕ).

Битовые логические операции вместе с операциями поразряд­ного сдвига влево ( >) позволяют добраться до каждого бита внутреннего кода. Чаще всего такие действия прихо­дится выполнять в системных программах.

Операция присваивания. Знак операции присваивания =. Следствием отме­ченного факта является то, что присваивание, как любой другой знак операции, может несколько раз входить в выражение. На­пример:

Присваивание имеет самый низкий приоритет (ниже только у операции «запятая»). Кроме того, операция присваивания — правоассоциативная. Это значит, что несколько подряд расположен­ных присваиваний выполняются справа налево. Поэтому в приве­денном выше выражении первой выполнится операция сложе­ния, затем переменной с присвоится значение суммы, затем это значение присвоится переменной b и в конце — переменной а.

а+=2 эквивалентно а=а+2,

х-=а+ b эквивалентно х=х-(а+ b ),

р/=10 эквивалентно р=р/10,

m*=n эквивалентно m=m*n,

г%=5 эквивалентно г=г%5.

Заметим, что вместо выражения а=а+2 предпочтительнее пи­сать в программе а+=2, поскольку второе выражение будет вы­числяться быстрее.

Операция явного преобразования типа (операция «тип»). Приме­нение этой операции имеет следующий формат:

Операндом могут быть константа, переменная, выражение. В результате значение операнда преобразуется к указанному типу. Примеры использования преобразования типа:

По поводу последнего выражения заметим, что приоритет опе­рации «тип» выше деления (и других бинарных арифметических операций), поэтому сначала значение переменной х приведется к целому типу (отбросится дробная часть), а затем выполнится де­ление по модулю.

Следующий фрагмент программы иллюстрирует одну из прак­тических ситуаций, в которой потребовалось использовать преоб­разование типа:

В результате переменная с получит значение 0,5. Без преобразо­вания типа ее значение стало бы равно 0.

sizeof (тип) и sizeof (выражение)

Результатом операции является целое число, равное количе­ству байтов, которое занимает в памяти величина явно указан­ного типа или величина, полученная в результате вычисления выражения. Последняя определяется также по типу результата выражения. Хотя по форме записи это похоже на функцию, од­нако sizeof является именно операцией. Ее приоритет выше, чем у бинарных арифметических операций, логических опера­ций и отношений. Примеры использования операции:

sizeof (int) результат — 2

sizeof (1) результат — 2

sizeof (0.1) результат — 8

sizeof (1L) результат — 4

sizeof (char) результат — 1

sizeof (‘ a’) результат — 2

Операция «запятая». Эта необычная операция используется для связывания нескольких выражений в одно. Несколько выражений, разделенных запятыми, вычисляются последовательно слева на­право. В качестве результата такого совмещенного выражения при­нимается значение самого правого выражения. Например, если переменная х имеет тип int, то значение выражения (х=3, 5*х) будет равно 15, а переменная х примет значение 3.

Данная операция реализует алгоритмическую структуру ветв­ления. Алгоритм ее выполнения следующий: первым вычисляется значение выражения 1, которое обычно представляет собой некоторое условие. Если оно истинно, т.е. не равно 0, то вычисляется выражение 2 и полученный результат становится результатом опе­рации. В противном случае в качестве результата берется значение выражения 3.

Пример 1. Вычисление абсолютной величины переменной X можно организовать с помощью одной операции:

Пример 2. Выбор большего значения из двух переменных аи Ь:

Пример 3. Заменить большее значение из двух переменных аи b на единицу:

Правила языка в данном случае позволяют ставить условную операцию слева от знака присваивания.

Операции ( ) и [ ]. В языке Си круглые и квадратные скобки рассматриваются как операции, причем эти операции имеют наи­высший приоритет. Их смысл будет раскрыт позже.

Подведем итог всему разговору об операциях Си/Си++, сведя их в общую табл. 2 и расположив по рангам. Ранг операции — это порядковый помер в ряду приоритетов. Чем больше ранг, тем ниже приоритет. В таблице отражено еще одно свойство опера­ций — ассоциативность. Если одна и та же операция, повторя­ющаяся в выражении несколько раз, выполняется в порядке расположения слева направо, то она называется левоассоциа-тивной; если выполняется справа налево, то операция правоассоциативная. В таблице эти свойства отображены стрелками влево и вправо. Некоторые операции, присутствующие в таблице, пока не обсуждались.

Источник

Основные арифметические действия: определения, примеры

В данной публикации мы рассмотрим определения, общие формулы и примеры 4 основных арифметических (математических) действий с числами: сложения, вычитания, умножения и деления.

Сложение

Сложение – это математическое действие, в результате которого находится сумма.

Обозначается сложение специальным знаком “+“ (плюс), а сумма – “Σ“.

Пример: найдем сумму чисел.
1) 3, 5 и 23.
2) 12, 25, 30, 44.

Ответы:
1) 3 + 5 + 23 = 31
2) 12 + 25 + 30 + 44 = 111.

Вычитание

Вычитание чисел – это обратное сложению математическое действие, в результате коротого находится разность ( c ). Например:

Обозначается вычитание специальным знаком “–“ (минус).

Пример: найдем разность чисел.
1) 62 минус 32 и 14.
2) 100 минус 49, 21 и 6.

Ответы:
1) 62 – 32 – 14 = 16.
2) 100 – 49 – 21 – 6 = 24.

Умножение

Умножение – это арифметическое действие, в результате которого вычисляется произведение.

Обозначается умножение специальными знаками “·“ или “x“.

Пример: найдем произведение чисел.
1) 3, 10 и 12.
2) 7, 1, 9 и 15.

Ответы:
1) 3 · 10 · 12 = 360.
2) 7 · 1 · 9 · 15 = 945.

Деление

Деление чисел – это обратное умножению действие, в результате коротого вычисляется частное ( d ). Например:

Обозначается деление специальными знаками “:“ или “/“.

Пример: найдем частное чисел.
1) 56 разделим на 8.
2) 100 разделим на 5, затем на 2.

Ответы:
1) 56 : 8 = 7.
2) 100 : 5 : 2 = 10 (, ).

Источник

Введение в модулярную арифметику

Для любой системы взаимно простых чисел p₁, … p_n, любое число X из диапазона [0; M), где M = p₁*p₂*…*p_n взаимооднозначно представимо в виде вектора (a₁, a₂, …, a_n), где a_i = X%p_i (здесь и далее «%» — операция взятия остатка от целочисленного деления X на p_i).
p₁, … p_n – модули системы
a₁, a₂, …, a_n – остатки (вычеты) числа по заданной системе модулей

Прямое преобразование

Прямое преобразование из позиционной системы счисления (обычно в двоичном виде) в систему счисления в остатках заключается в нахождении остатков от деления по каждому из модулей системы.

Пример: Пусть требуется найти представление числа X = 25 по системе модулей (3, 5, 7). X = (25%3, 25%5, 25%7) = (1, 0, 4).

Реализация нахождения вычета в микроэлектронике по заданному модулю строится на следующих свойствах вычетов:
(a+b) % p = (a%p + b%p)%p
(a*b) % p = (a%p * b%p)%p

Любое число X можно записать в виде X%p = (x_n-1*2 n-1 + x_n-2*2 n-2 + x₀*2 0 )%p = ((x_n-1)%p*2 n-1 %p) + ((x_n-2)%p*2 n-2 %p) + … + x₀%p)%p. Поскольку в данном случае x_n-1, … x₀ равны 0 или 1, то фактически нам требуется сложить вычеты вида (2 i %p).

Пример: пусть задано число 25 или в двоичной системе счисления 11001 и требуется найти остаток по модулю 7.
25%7 = (1*2 4 + 1*2 3 + 0*2 2 + 0* 1 + 1*2 0 )%7 = (2 4 %7 + 2 3 %7 + 1%7)%7 = (2 + 1 + 1)%7 = 4

Арифметические операции

Пример: пусть задана система модулей (3, 5, 7), то есть мы можем выполнять операции, результат которых не превышает 3*5*7 = 105. Умножим два числа 8 и 10.
8 = (8%3, 8%5, 8%7) = (2, 3, 1)
10 = (10%3, 10%5, 10%7) = (1, 0, 3)
8*10 = ((2*1)%3, (3*0)%5, (1*3)%7) = (2, 0, 3)
Проверяем
80 = (80%3, 80%5, 80%7) = (2, 0, 3)

Обратное преобразование

Способ, основанный на Китайской теореме об остатках, базируется на следующей идее:
X = (x₁, x₂, … x_n) = (x₁, 0, …, 0) + (0, x₂, …, 0) + … + (0, 0, …., x_n) = x₁*(1, 0, …, 0) + x₂*(0, 1, …, 0) + … + x_n*(0, 0, …, 1).
То есть для обратного преобразования требуется найти систему ортогональных базисов B1 = (1, 0, …, 0), B2 = (0, 1, …, 0), …, BN = (0, 0, …, 1). Эти вектора находятся один раз для заданного базиса, а для их поиска требуется решить уравнение вида: (M_i*b_i)%p_i = 1, где M_i = M/p_i, а b_i – искомое число. В этом случае позиционное представление B_i = M_i*b_i и
X = (x₁*(M₁*b₁) + x₂*(M₂*b₂) + … + x_n*(M_n*b_n))%M

Пример: пусть задана система модулей (3, 5, 7), найдем значения M_i и b_i (0 b₁ = 2
(21*b₂)%5 = 1 => b₂ = 1
(15*b₃)%7 = 1 => b₃ = 1
Теперь преобразуем какое-нибудь число в системе остаточных классов. Положим
X = (2, 3, 1) = (2*35*2 + 3*21*1 + 1*15*1)%105 = (140 + 63 + 15)%105 = 218%105 = 8

Минус этого метода заключается в том, что для обратного преобразования требуется умножение и сложение больших чисел (M₁, …, M_n), а так же операция взятия остатка по модулю большого числа M.

Источник