在數學中,“基底”一詞用於指代用作構建塊的特定數學物件。最常見的用途是數字系統的相關概念,其數字用於表示數字,以及定義對數的數字系統。它也可以用於指代幾何圖形的底邊或底面。
實數 可以使用任何整數
作為基底(有時也稱為基數或比例)。基底的選擇產生了稱為數字系統的數字表示形式。在基底
中,使用數字 0, 1, ...,
(按照慣例,對於大於 10 的基底,符號 A、B、C、... 通常用作表示十進位制數字 10、11、12、... 的符號)。
數字 在基底
中的數字(對於整數
)可以使用 Wolfram 語言獲得IntegerDigits[x, b].
設數字 表示的數字
寫作
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(1)
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(例如,)。然後,例如,數字 10 在各種基底中寫成
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因為,例如,
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等等。
常見的基底根據 的值給出特殊名稱,如下表所示。最常見的基底是二進位制和十六進位制(計算機使用)以及十進位制(人們使用)。
表示數字所需的最高位數字的索引是
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其中 並且
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對於 ,
, ..., 1, 0, .... 這給出了
的
表示。請注意,如果
是一個整數,那麼
只需要執行到 0,並且如果
有小數部分,那麼展開式可能會終止,也可能不會終止。例如,0.1 的十六進位制表示(在十進位制記法中終止)是無限表示式
。
一些數字系統使用混合基數進行計數。示例包括瑪雅日曆和舊英國貨幣系統(其中海分幣、便士、三便士、六便士、先令、半克朗、鎊和幾尼分別對應於 1/2、1、3、6、12、30、240 和 252 個單位)。
Bergman (1957/58) 考慮了無理數基底,Knuth (1998) 考慮了超越數基底。這導致了一些相當陌生的結果,例如在“基底 ”中將
等於 1,
。更出乎意料的是,給定整數在無理數基底中的表示可能不是唯一的,例如
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其中 是黃金比例。
也可以考慮負基底,例如負二進位制和負十進位制(例如,Allouche 和 Shallit 2003)。負基底中的數字可以使用 Wolfram 語言程式碼獲得
NegativeIntegerDigits[0, n_Integer?Negative] := {0}
NegativeIntegerDigits[i_, n_Integer?Negative] :=
Rest @ Reverse @ Mod[
NestWhileList[(# - Mod[#, -n])/n& ,
i, # != 0& ],
-n]
對數的基底是一個數字 ,用於定義計算對數的數字系統。一般來說,數字
在基底
中的對數寫為
。符號
是一個縮寫,遺憾的是,常用對數
(工程師和物理學家使用,並在袖珍計算器上標示)和自然對數
(數學家使用)都使用它。
表示自然對數
(工程師和物理學家使用,並在袖珍計算器上標示),而
表示
。在這項工作中,使用符號
和
。
要在不同基底的對數之間進行轉換,可以使用公式
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可以使用。