Что происходит при делении на ноль?

Если нарушать общепринятые правила в мире науки, то можно получить самые непредвиденные результаты.

Еще со школьной скамьи учителя нам твердили, что в математике есть одно правило, которое нельзя нарушать. Звучит оно так: "На ноль делить нельзя!"

Почему же такое привычное для нас число 0, с которым мы так часто сталкиваемся в повседневной жизни при проведении такой простой арифметической операции, как деление, вызывает столько трудностей?

Давайте разберемся в этом вопросе.

Если производить деление одного числа на все меньшие числа, то в результате мы будем получать все большие значения. Например:

20:10=2

20:5=4

20:2=10

20:1=20

20:0,000001=20000000

... и так далее.

Таким образом, получается, что если делить на число, стремящееся к нулю, то мы получим наибольший результат, стремящийся к бесконечности.

Значит ли это, что если мы разделим наше число на ноль, то получим бесконечность?

Это звучит логично, но все, что нам известно - это только то, что если делить на число близкое по значению к нулю, то результат будет всего лишь стремиться к бесконечности, и это не означает того, что при разделении на ноль мы в результате будем иметь бесконечность. Почему это так?

Для начала нам необходимо разобраться, что из себя представляет арифметическая операция деления. Так, если мы 20 разделим на 10, то это будет означать то, сколько раз нам нужно будет сложить число 10, чтобы в результате получить 20 или то, какое число нам нужно два раза взять, чтобы получилось 20.

В общем-то, деление представляет собой обратное арифметическое действие умножению. К примеру, умножая какое угодно число на Х, мы можем задать вопрос: "Существует ли число, которое нам нужно умножить на полученный результат, чтобы узнать исходное значение Х?". Если такое число есть, то оно и будет обратным значением для Х. Например, если мы умножим 2 на 5, то получим 10. Если после этого 10 мы умножим на одну пятую, то опять получим 2:

2*5=10

10*1/5=2

Таким образом, 1/5 - это число обратное 5, обратным числом для 10 будет 1/10.

Как вы уже заметили, в результате умножения какого-то числа на его обратное число, ответом всегда будет единица. А в том случае, если вы захотите разделить какое-то число на ноль, то необходимо будет найти его обратное число, которое должно равняться единице деленной на ноль.

Это будет означать, что при умножении на ноль должна получиться единица, а так как известно, что если умножить любое число на 0 - получается 0, то это невозможно и у нуля не существует обратного числа.

Возможно ли что-то придумать, чтобы обойти это противоречие?

Ранее математики уже находили способы обходить математические правила, ведь в прошлом по математическим правилам было невозможно получать значение квадратного корня из отрицательного числа, тогда было предложено обозначать такие квадратные корни мнимыми числами. В результате появился новый раздел математики о комплексных числах.

Так почему бы нам также не попытаться ввести новое правило, согласно которому единица деленная на ноль обозначалась бы знаком бесконечности и проверить, что из этого получится?

Предположим, что нам ничего не известно о бесконечности. В таком случае, если исходить от обратного числа ноль, то умножая ноль на бесконечность, мы должны получить единицу. А если прибавить к этому еще одно значение нуля деленного на бесконечность, то должно в результате получиться число два:

0*?=1

0*?+0*?=2

В соответствии с распределительным законом математики левую часть уравнения можно представить в виде:

(0+0)*?=2

а так как 0+0=0, то наше уравнение примет вид 0*?=2, в связи с тем, что мы уже определили 0*?=1 то получается, что 1=2.

Это звучит нелепо. Однако, такой ответ тоже нельзя признать совсем неверным, поскольку подобные вычисления попросту не действуют для обычных чисел. Например, в сфере Римана применяется деление на ноль, но уже совершенно иным способом, а это совсем другая история...

Короче говоря, привычным способом деление на ноль ничем хорошим не заканчивается, но тем не менее это не должно стать нам помехой для экспериментов в области математики, вдруг нам удастся открыть новые области для исследований.

О возникновении и истории ноля читайте в статье "Ноль: кем и для чего было придумано число, обозначающее "ничто"?"