Римская ⚠ система счисления

Материал для любознательных

  • Главная | Информатика и информационно-коммуникационные технологии | Планирование уроков и материалы к урокам | 6 классы | Материал для любознательных | Римская система счисления
  • Примером непозиционной системы счисления, которая сохранилась до наших дней, может служить система счисления, применявшаяся более двух с половиной тысяч лет назад в Древнем Риме.
  • В основе римской системы счисления лежат знаки I (один палец) для числа 1, V (раскрытая ладонь) для числа 5, X (две сложенные ладони) для 10, а также специальные знаки для обозначения чисел 50, 100, 500 и 1000.

Видео

Видео

Обозначение иправила записи, узловые числа

Считается, что возникновение римских цифр связано с жестами:

  • I — палец;
  • V — ладонь;
  • Х — перекрещенные ладони.

100 и 1000 обозначаются буквами C и М, предположительно по первым буквам латинских числительных. Для записи используют семь букв, обозначающие узловые числа:

  • I — 1;
  • V — 5;
  • X — 10;
  • L — 50;
  • C — 100;
  • D — 500;
  • M — 1000.

Разряды идут слева направо: тысячи, сотни, десятки, единицы. Ноль отсутствует, хотя в античности иногда записывали его буквой N. 

Для упрощения записи есть два правила:

  1. Когда большая цифра находится перед меньшей, их нужно сложить.
  2. Когда меньшая цифра находится перед большей, меньшую нужно вычесть из нее.
Пример

Расшифруем запись римскими цифрами — число ХLIX: (50–10) + (10–1) = 40 + 9 = 49.

Правила выполнения арифметических операций с числами

  1. Сложение и вычитание.

    Сложить два римских числа достаточно просто. Например:

    $XIX + XXVI = XXXV$

    Сложение выполняется в следующей последовательности:

    а) $IX + VI = XV$ ($I$ после $V$ «уничтожает» $I$ перед $X$);

    б) $X + XX = XXX$ (при добавлении еще одного $X$, получаем $XXXX$, или $XL$).

    Сложность вычитания римских чисел приблизительно такая же. Например, для вычитания из $500$ числа $263$ уменьшаемое число необходимо для начала разложить на более мелкие составляющие, а затем сократить повторяющиеся в уменьшаемом и вычитаемом знаки:

    $D — CCLXIII = CCCCLXXXXVIIIII — CCLXIII = CCXXXVII$

  2. Умножение.

    С умножением дело обстояло гораздо сложнее.

    Допустим, требовалось умножить $126$ на $37$ (у римлян знаков действий не было, названия действий писали словами).

    $CXXVI \cdot XXXVII$

    Приходилось умножать множимое на каждую цифру множителя отдельно, а затем складывать все произведения.

    Такая техника выполнения умножения аналогична умножению многочленов.

  3. Деление.

    Выполнение деления было очень сложным в римской системе счисления. Для этого использовался специальный инструмент – абак (древние счеты). Только высоко образованные люди умели и могли работать с ним.

Порядок записи в римской нумерации

Запись нужной цифры производилась древними римлянами таким образом, чтобы в своей сумме значки составляли заданное число. К примеру: 8 записывалось как VIII, а 382 имело вид — CCCLXII. Притом, впереди поставлены цифры большего значения, а дальше следуют те, что значением поменьше.

Но в случае, когда меньшая цифра записана впереди большей из них, результат ориентирован на вычитание.

В доказательство приводится пример:

Обозначение числа 4 в виде IV, следует читать, как 5 – 1; 9, записанное как IX, означает 10 – 1. А если от сотни отнять десяток – получится 90 или XC. Но следует хорошо запомнить, что цифре большего значения может предшествовать только одна малая цифра, т.е., IV – это правильная запись, а IIV – ошибочная.

Одинаковые цифры, стоящие рядом, предполагают сложение. К примеру: СС следует воспринимать, как 200, а ХХ, как 20. Но, согласно правилу записи по римской системе, одна и та же цифра не может записываться больше 3-х раз подряд.

Кроме того, следует помнить, что цифры V, L, D не должны записываться раздельно друг от друга больше, чем 1 раз. Если DC и DL не противоречит правилу, то VV – ничто иное, как грубая ошибка.

Относительно написания меньшей цифры перед большей, правило допускает только I, X, C. К примеру: IX – это правильная запись, а VX – неправильный вариант.

В записи, где меньшая цифра стоит перед большей, в продолжение может стоять только цифра меньше первой, вот как CDX. А запись CDC считается ошибочной.

Согласно правилам записи, цифра, исполнившая роль меньшей перед большей, не допускается к повторному использованию (слева направо) в отображении данного числа. Исключения возможны лишь тогда, когда та упоминается в качестве большей цифры перед меньшей. Если запись CDXC считается правильной, то CDCC – противоречит правилу.

Всегда следует помнить, что большая цифра перед меньшей говорит об отрицательном вкладе относительно значения интересующего числа.

Максимальным числом, обозначенным с помощью римской системы счисления, является 100 000. По этой самой причине, в связи с крупными денежными суммами такие обозначения, как сотни тысяч, в ход не допускались. Если нужно было записать миллион, пользовались таким обозначением, как 10 тыс. сотен.

Знание правил написания римских чисел помогает нашим современникам без особого труда разобраться в старинных надписях типа MDCCCXLIV, что следует читать, как 1844.

Достоинства и недостатки в сравнении с позиционными отображениями

К плюсу римской нотации можно отнести, что с помощью неё легко производить арифметические действия с маленькими значениями. Минусов же у неё намного больше, ими являются все недостатки непозиционных форматов, такие как:

  1. Нет отображения «пустоты» – нуля;
  2. Громоздкость отображения больших величин;
  3. Отсутствует представление дробных значений;
  4. Сложности при выполнении таких операций как умножение и деления.

Все эти минусы привели к тому, что на данный момент главенствующим является более совершенный позиционный формат (например, позиционный двоичный или десятеричный способ отображения количественных величин). Именно он используется в точных науках – математике и информатике. Однако нотация кое-где применяется и сейчас.

Теги