−1

-1

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命名
小寫	負一
大寫	負壹
序數詞	第負一 negative first
識別
種類	整數
性質
質因數分解	單位元
因數	1
絕對值	1
相反數	1
表示方式
值	-1
算籌	File:Counting rod v-1.png
二進制	−1(2)
八進制	−1(8)
十二進制	−1(12)
十六進制	−1(16)
語言
阿拉伯文	−١
孟加拉語	−১

高斯整數導航
			↑
			2i
		−1+i	i	1+i
←	−2	−1	0	1	2	→
		−1−i	−i	1−i
			−2i
			↓

在數學中，負一寫作 −1，是 1 的加法反元素，即當 −1 加上 1 之後就變為 0。−1 是介於 −2 與 0 之間的整數，亦是最大的負整數。

負一與歐拉恆等式相關聯，此恆等式表示為<math>{ {e}^{{ {i}\, {\pi} }} } = -1 </math>。

在軟件開發中，用來表示變量包含無用的資訊，亦能作為函數錯誤時的傳回值。

在程式語言中，取決於第一個元素是用 0 還是 1 表示，−1 可以用來索引陣列的最後一個元素，或者倒數第二個元素。

−1 和 1 有許多相似但略有不同的特性。

代數性質

將一數字乘上-1的動作，等價於將此數值變號。藉由分配律，以及1是乘法運算的單位元之公理，對於實數x，我們得到

<math>x+(-1)\cdot x=1\cdot x+(-1)\cdot x=(1+(-1))\cdot x=0 \cdot x=0 </math>

這裏我們使用了「任意實數x乘上0等於0」，將x從等式中約掉。

<math>0\cdot x=(0+0)\cdot x=0\cdot x+0\cdot x \,</math>

File:ImaginaryUnit5.svg

複平面或直角坐標系上的0, 1, −1, i, 和 −i

也就是，

<math>x+(-1)\cdot x=0 \, </math>

故(−1) · x是 x的相反數。

負一平方

−1的平方亦即−1乘於−1，等於1。意即，兩負實數相乘為一正實數。

代數證明此結果

<math>0 =-1\cdot 0 =-1\cdot [1+(-1)]</math>

第一個等式取自上一段落的結果。第二個等式是根據「−1是1的加法反元素」。 再使用分配律，我們得到

<math>0 =-1\cdot [1+(-1)]=-1\cdot1+(-1)\cdot(-1)=-1+(-1)\cdot(-1)</math>

第三個等式依據是：1是乘法運算的單位元。然後在等式前後加上1

<math>(-1) \cdot (-1) = 1</math>

以上運算適用於任意環。

負一的平方根

複數<math>i</math>滿足<math>{ {i}^{2} } = -1 </math>，也可視為-1的平方根。另一個能滿足x² = −1的複數x是−i。四元數的代數包含複數平面，等式x² = −1擁有無限多組解。

負一的乘冪

我們定義<math>x^{-1} = \frac {1}{x}</math>，即代數x的−1次方，或代數x的倒數。可將此定義結合指數定律<math>x^a\cdot x^b= x^{a+b} \ a,b\in \R</math> 。 負數整數形式的指數可以拓展到環的反元素，定義<math>x^{-1}</math>作為<math>x</math>的乘法反元素。

函數或矩陣右上的-1不是指數，而是反函數與反矩陣。例如：<math>f^{-1}(x)</math>是<math>f(x)</math>的反函數，<math>\sin^{-1}(x)</math>是反正弦函數。

負一的對數

包括-1在內的所有負數在實數體中是沒有對數的，但在複數域，根據歐拉恆等式<math>{ {{ {e}^{{ {i}\, {\pi} }} }}+{1} } = 0 </math>，可以得出-1的自然對數<math>\ln {(-1)}=i\pi</math>。

維數

主條目：負維空間

空集的歸納維數被定義為-1。在抽象幾何學中，空多胞形的維數亦被定義為-1。

計算機的表示法

大多數計算機系統使用二補碼來表示負整數。此系統中，所有位元皆為一以表示-1，若以8-bit有符號整數表示，即為二進制的"11111111"，或十六進位制的"FF"。若將-1解讀為n位無符號整數，n個1將表示為2ⁿ − 1，且較有符號整數系統能容納更大數值。例如，8-bit的"11111111"表示為<math>{ {{ {2}^{8} }}-{1} } = 255 </math>。

在Setun計算機中 <math>-1</math>以倒轉的阿拉伯數字一「1」表示。

參見條目

• 1：-1的相反數
• 數表