Лекция Математические основы дисциплины «Теории и технологии математического развития детей дошкольного возраста»

1. Этапы исторического развития числа.

2.Основные идеи количественной и порядковой теорий натурального числа.

3. Нумерации.

4. Системы счисления.

5. Множество. Отношения между множествами.

6. Операции над множествами.

7. Отношения между элементами множеств. Свойства отношений.

8. Отношения эквивалентности и порядка. Разбиение множества на классы.

Ключевые понятия: число, количественная теория натурального числа, взаимнооднозначное соответствие, счет, порядковая теория натурального числа, нумерация, система счисления, множество, отношение между множествами, операция над множествами, отношения между элементами множеств, свойства отношений, виды отношений, классификация множеств.

1. Этапы исторического развития числа

1 этап. Сравнение групп предметов по количеству с помощью установления взаимнооднозначного соответствия между элементами множеств (1 шкура - 1 горшок).

2 этап. Использование множеств-посредников для сравнения по количеству (зарубки на палке о количестве в прошлом году).

3 этап. Использование универсальных множеств для обозначения кол-ва (1 луна; 5 пальцев на руке: луна оленей; рука оленей).

4 этап. Возникновение числительных и нумерации, абстрагирование числа от конкретного множества.

5 этап. Становление теорий числа: количественной и порядковой.

2. Основные идеи количественной и порядковой теорий натурального числа

Количественная теория натурального числа:

Г. Кантор, XIX в. Основные понятия – множество, взаимнооднозначное соответствие.

В том случае, если каждому элементу множества Х соответствует единственный элемент из множества У, то говорят, что между этими множествами установлено взаимнооднозначное соответствие.

Х У

Рассмотрим 2 бесконечных множества:

(1) множество натуральных чисел 1, 2, 3, 4, 5,…n, …

(2) множество четных натур. чисел 2, 4, 6,…2n, …( подмножество (1));

Так как ряд четных чисел можно пронумеровать с помощью натуральных чисел, то между этими двумя множествами можно установить взаимнооднозначное соответствие. Если между множеством и его некоторым подмножеством нельзя установить взаимнооднозначное соответствие, то множество является конечным.

Если между двумя конечными множествами можно установить взаимнооднозначное соответствие, то эти множества называются равночисленными.

Отношение «быть равночисленными» на множестве всех множеств является рефлексивным, симметричным, транзитивным, а значит, является отношением эквивалентности. Поэтому отношение «быть равночисленным» разбивает множество всех множеств на классы. В эти классы попадут самые различные множества. Общее между ними – одинаковое количество элементов (в класс «5» - 5 цветов, 5 пальцев).

Натуральным числом называют общее свойство класса не пустых, конечных, равночисленных множеств.

Покажем, как операции над числами определяются через операции над множествами. Обозначим через n(А) количество элементов в множестве А.

Введем операцию сложения над числами через операцию объединения над множествами.

Суммой чисел a и b называется количество элементов в объединении множеств А и В, которое равно а + b = n(АВ) = n(А) + n(В), при условии, что АВ = .

Порядковая теория натурального числа:

Джузеппе Пеано, XIX в. Основные понятия: единица, операции: непосредственно следовать за, сложение, умножение.

В основе теории – аксиомы Пеано, которые являются свойствами натурального ряда чисел.

1 аксиома. Единица непосредственно не следует ни за каким натуральным числом.

2 аксиома. Любое натуральное число непосредственно следует не более чем за одним натуральным числом.

3 аксиома. Если к натуральному числу х добавить 1, то получим непосредственно следующее натуральное число х`, т.е. х + 1= х`.

4 аксиома. С помощью добавления единицы к натуральному числу можно получить весь ряд натуральных чисел.

Познание ребенком понятия числа происходит одновременно в рамках количественной и порядковой теорий.