加法結合律

數學中的運算方法

加法結合律是指三個數相加,先把前兩個數相加,或者先把后兩個數相加,和不變。結合律是二元運算可以有的一個性質,意指在一個包含有二個以上的可結合運運算元的表示式,只要運算元的位置沒有改變,其運算的順序就不會對運算出來的值有影響。

定義


加法結合律即三個數相加,先把前兩個數相加,或者先把后兩個數相加。和不變,這叫做加法結合律。
字母表示:a+b+c=a+(b+c)
數字錶示:18+5+15=18+(5+15)=38

證明


下面從皮亞諾公理體系出發,使用數學歸納法,給出加法結合律的一個嚴格證明
其中,S(k)表示k的後繼序數。簡單來說S(k)=k+1。
要證明(m+n)+k=m+(n+k),對k進行歸納。
1.k=0,由加法定義得(m+n)+0=m+n和m+(n+0)=m+n,因此結合律對k=0成立;
2.假設結論對k成立,即(m+n)+k=m+(n+k),下證結論對S(k)成立,
由加法定義可得:(m+n)+S(k)=S((m+n)+k);
以及m+(n+S(k))=m+S(n+k)=S(m+(n+k));
又由歸納假設(m+n)+k=m+(n+k);
因此S((m+n)+k)=S(m+(n+k));
故(m+n)+S(k)=m+(n+S(k));
故結論對S(k)亦成立,由歸納公理,結論得證。