数学文字中的“一般”

“数学文字”应该理解为 mathematics literature,我想不出来这该怎么翻译。

今天我在写一篇日记文体的博客(写这篇的时候这篇日记博客还没有发表),其中提到了“一般”(数学文字意义下的),就回忆起我在初中的时候问过梁威老师(我的数学老师)的一个(现在看起来有点蠢的)问题:

梁老师(讲一个什么的定义或者什么命题):“一般地,叽里呱啦叽里呱啦……”

我:“老师,有‘一般’情况,那有没有特殊情况呢?”

梁老师:“数学中的‘一般地’的意思不是‘通常来说’,而是‘普遍情况’,也就是说这个命题(或者这个定义)普遍成立。”

举个例子,数的加法具有交换律,一个进行算术启蒙的课本可能会用如下的语言:

1+2=2+11+2=2+115+23=23+1515+23=23+15,你发现了什么规律?

加法交换律 一般地,交换两个加数的位置,和不变。

又比如,初中生学习一次函数的时候可能会看到类似下面的语言:

一般地,形如 y=kx+b(k0)y=kx+b\quad\left({k\neq 0}\right) 的函数叫做一次函数;特别地,b=0b=0y=kxy=kx 叫做正比例函数

这里的意思是并不是 y=kxy=kx 就不叫一次函数,只是它还有更具体的名字。

数学文字中的“一般”并不是日常生活中的“一般来说”、“一般情况下”的意思,日常生活中的“一般”暗示着“例外”,而数学中的“一般”一般没有例外。

在网络上可以看到很多关于“一般”的错误理解,点击这里显示例子

以下是一些在网络上可以看到的关于“一般”的错误理解:点击这里隐藏例子

“一般地”这个词的英文是 generally,而“特殊地”是 particularly,“特殊”是“一般”的一种情况,并不会让“一般”的内容无效化。这种含义还会在对应的形容词上表现,例如说一个方法很“一般”的时候,并不是说这个方法平淡无奇、没有特色,而是说它适用范围广、适用于“一般情况”。

在数学文字中还经常见到“不失一般性”或者 WLoG,它的作用则是把“一般”变成“特殊”的样子,但是其内容仍然是“一般”的,它的同义词是“不妨”。举例来说:

证明:若 VV 是有限维线性空间且 UVU\leq V 是一个子空间,则存在子空间 WVW\leq V 使得 UW=VU\oplus W=V

不妨设 V=FnV=\mathbb{F}^n……

这个“不妨”显然是因为任意有限维线性空间都同构于向量空间,且对于同构的线性空间 V1,V2V_1,V_2 以及同构 φ:V1V2\varphi:V_1\to V_2U1W1=V1U_1\oplus W_1=V_1 等价于 φ(U1)φ(W1)=V2\varphi\left(U_1\right)\oplus\varphi\left(W_1\right)=V_2;也就是说,要求 V=FnV=\mathbb{F}^n 不改变这个论证的普遍有效性。

这种语言用多了,我也会把它带到一般生活中,例如这句话就已经在这样用了(当然,这句话用普通生活的一般去理解,也没有问题)。

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