¿Cómo rediseñaría la notación matemática hoy, si no necesitara soportar ningún equipaje histórico?

Ahora, en la tercera era de TeX y METAFONT, una persona bien informada puede usar anotaciones casi arbitrarias en documentos prestados para imprimir, por lo que podemos, en su mayor parte, adaptar nuestras anotaciones para que sean lo más fáciles de usar al realizar cálculos con lápiz y papel.

Sí, todavía necesitaremos la notación “ASCII plana” para que la usen los programadores y las calculadoras, pero incluso esos se están moviendo hacia la posibilidad de “imprimir bastante” sus entradas, por lo que primero pone la notación intuitiva, compacta y fácil de analizar, y luego se preocupa. acerca de cómo adaptarlo para entrada de teclado / ASCII es el camino a seguir.

Esto es lo que podemos hacer:

  • Todas las funciones binarias deben estar infijadas. Es mucho más fácil asociar una función de infijo con sus argumentos de un vistazo que las anotaciones de prefijo o postfijo. Las funciones ternarias también pueden estar infijadas, usando dos símbolos obviamente relacionados para conectar todo.
  • Solo las funciones binarias conmutativas pueden permitir argumentos a la izquierda y a la derecha. Escribir todos los mismos símbolos en orden inverso de derecha a izquierda debería dar como resultado una expresión del mismo valor. Las funciones no conmutativas deben tener argumentos dispuestos verticalmente, como ya lo hacemos con la división y los coeficientes binomiales. Por lo tanto, siempre sería obvio de un vistazo qué expresiones podrían reorganizarse. (Como nota al margen, desprecio la notación entre paréntesis para los coeficientes binomiales, ya que se parece demasiado a una relación entre paréntesis … ¿Y si la barra no apareciera en esta impresora? En su lugar, podríamos usar una versión dispuesta verticalmente de notación nCr.)
  • Como una extensión de lo anterior, debemos abandonar por completo los símbolos [math] – [/ math] y [math] \ div [/ math]. La resta podría ser una barra sobre un valor o expresión para indicar que se desea el inverso aditivo de esa expresión, como se hace ahora en ternario equilibrado y conjugación. Toda división debe estar representada por una barra con dividendo arriba y divisor abajo.
  • Del mismo modo, para promover la compacidad, podemos abandonar el símbolo [math] \ times [/ math], usando solo proximidad o [math] \ cdot [/ math] para las multiplicaciones conmutativas. Todavía podemos usar [math] \ times [/ math] con argumentos arriba y abajo para productos no conmutativos, como productos de matriz o productos cruzados.
  • La notación de exponente está bien, aunque no hay una buena razón para que el superíndice sea pequeño mientras que la base es de tamaño normal. Si los hacemos del mismo tamaño por defecto, no tenemos que pensar en hacer que cada potencia sea cada vez más pequeña en una torre de energía. Idealmente, una expresión en cualquier posición de una torre de energía ocupa la misma altura vertical total, con símbolos de tamaño superior o inferior para ofrecer el mejor compromiso entre el espacio en la página y la legibilidad. Sin embargo, los exponentes necesitan algún mecanismo de agrupación incorporado para la base.
  • Estoy desgarrado por los radicales. Por un lado, los exponentes fraccionales dejan muy claro cómo tener un inverso derecho a los exponenciales le da la capacidad de dividir un número a la mitad, los radicales dejan más claro que estamos tratando de superar algo y se transforman más fácilmente en un compacto intuitivo símbolo para el logaritmo: http://www.solidangl.es/2015/04/… Los radicales también tienen un buen mecanismo de agrupación incorporado con la barra larga. (¿Ha notado una tendencia aquí en la línea de obviar la necesidad de paréntesis siempre que sea posible?) Creo que lo que me gustaría hacer, realmente, es hibridar la notación de exponente con la notación radical para obtener todos los mejores aspectos de ambos, en un forma que se extiende naturalmente a los logaritmos.
  • [matemática] \ sin ^ 2 {x} [/ matemática] nunca debe significar [matemática] (\ sin {x}) ^ 2 [/ matemática]. Claro, es compacto y fácil de escribir, pero deberíamos tener una consistencia inequívoca en todos los ámbitos donde adjuntar un superíndice al nombre de una función se refiere solo a la composición de funciones iteradas. Deberíamos poder hacerlo con cualquier función nombrada, y con números reales racionales, así como cualquier aplicación de función fraccional de tiempo definida.
  • Además, seno y coseno deberían cambiar de nombre por razones pedagógicas.
  • Y poner un nombre delante y paréntesis después es, sí, una notación de función predeterminada terrible. Debe haber una forma uniforme estándar de construir agrupaciones en la representación de funciones.
  • Deben usarse comúnmente factoriales ascendentes y descendentes (símbolos de Pochhammer), y la notación debe ser muy similar a la notación utilizada para exponentes.
  • Estoy cansado de tener que guardar en la memoria qué letras son variables y cuáles son constantes al estudiar una expresión. No es tanto esfuerzo, pero también hay momentos en los que ni siquiera está claro qué valores se supone que deben fijarse. Una solución simple sería reservar letras griegas para constantes y letras latinas para variables. También podríamos dejar que un punto encima de una letra indique que está destinado a ser reparado en este contexto, por ejemplo, si es una variable independiente. El punto metafóricamente evoca un “pin” atascado en la variable, recordando al lector “puede tratar esto como una constante”.
  • La cantidad de espacio entre los términos siempre debe ser inversamente proporcional a su precedencia en el orden de las operaciones: mucho espacio alrededor de los signos más. (Esto ya se hace con frecuencia, pero debería ser necesario). En general, uno nunca debería tener que pensar en la precedencia al leer una expresión. Una ambigüedad es culpa de la persona que la escribió.

Perdí la paciencia con half-LaTeX, half-images, así que decidí comprimir mis divagaciones en una hoja de papel que escaneé.

Mi mayor queja sobre la notación matemática es la notación subíndice / superíndice, que tiene al menos los siguientes significados posibles:

  • Índices tensoriales (noción relacionada: subíndice = identificador de secuencia)
  • Exponenciación
  • Iteración funcional
  • Derivada repetida (especialmente por encima de la segunda derivada)
  • Símbolos de Pochhammer (que, al menos, se pueden identificar si se usan las barras)

Y eso es solo el uso de las matemáticas, que ni siquiera entra en la química …

Entonces, quería evitar eso tanto como sea posible, pero permitir el uso de índices de tensor para variables, y todavía se pueden usar significados especiales para las operaciones, donde la operación completa debe definirse de todos modos (muestro un ejemplo con un muy operador derivado complicado en la imagen).

En la parte superior, describo un nuevo sistema de números, basado en la rotación y las barras en varios desplazamientos desde el vértice. El sistema es base-30, para incorporar los primeros 3 primos.

También describo un sistema en el que la iteración de una operación (por ejemplo, función o transformación) por un número encontrado en la operación. Esto permite que el hiperoperador se defina utilizando solo el operador de círculo más, que se muestra en la imagen.

Las funciones se aplican sin necesidad de paréntesis, al igual que en los lenguajes de programación funcionales, con todo el currículum asumido. Una excepción es la operación binaria, que todavía se puede encontrar entre dos números.

Sin embargo, para operaciones binarias que no son conmutativas Y asociativas, el triángulo puede usarse para denotar rápidamente varias operaciones inversas izquierda y derecha.

Para operaciones multivariadas que se pueden cancelar (p. Ej., Grupos abelianos, función beta multivariada, construcción de raíces y polos, e incluso multiplicación y adición), una notación de conjunto híbrido, en la que un multiset superior y un multiset inferior se dividen por un sólido. Las cancelaciones de manchas pueden ocurrir rápidamente cuando se puede encontrar el mismo elemento en el multiset superior e inferior. Los términos de suma y resta se pueden separar con esta notación. Los términos de multiplicación y división también se pueden separar con esta notación.

Así que aquí está la imagen (léase: divagación) que generé:

Si de todos modos sabe lo suficiente sobre METAFONT y LaTeX, y estaría dispuesto a echar una mano sobre cómo hacer que algo de este PDF se pueda archivar, estaría agradecido.

Usaría símbolos más específicos y los degradaría sistemáticamente.

Con menos de un salto, el uso de paréntesis donde un punto servirá es personalmente confuso. El punto indica continuidad mientras que el paréntesis es serial (no balanceado), lo cual es incorrecto. También hay una indicación de un conjunto entre paréntesis, que no corresponde directamente al uso. Para aquellos que necesitan una evaluación rápida, es decir, desean reducir, esto puede indicarse mediante algún otro formato, similar a la forma en que lo hacen los lenguajes más funcionales. *

* Perdón por la respuesta rápida no calificada, nebulosa y sin apoyo.

La agrupación utilizó primero el vinculum, una línea sobre una expresión … Los paréntesis posteriores se convirtieron en el estándar para la agrupación, como x− (y − z). La elección se hizo por razones económicas porque cuesta menos escribir una expresión entre paréntesis que con un vinculo.

¿Cuáles son algunos ejemplos de buena notación matemática? por David Joyce La respuesta de David Joyce a ¿Cuáles son algunos ejemplos de buena notación matemática?

Peano creía que los estudiantes solo necesitaban una declaración precisa de sus lecciones. El escribio:

Cada profesor podrá adoptar este Formulario como libro de texto, ya que debe contener todos los teoremas y todos los métodos. Su enseñanza se reducirá a mostrar cómo leer las fórmulas y a indicar a los estudiantes los teoremas que desea explicar en su curso.

[3]: 66

Una introducción a la notación de “Sección A Lógica matemática” (fórmulas ✸1 – ✸5.71) Editar

Puntos de PM

[15]

se usan de manera similar a los paréntesis. Cada punto (o punto múltiple) representa un paréntesis izquierdo o derecho o el símbolo lógico ∧. Más de un punto indica la “profundidad” de los paréntesis, por ejemplo, ” . “, ” : ” O ” :. “, ” :: “. Sin embargo, la posición del paréntesis derecho o izquierdo coincidente no se indica explícitamente en la notación, sino que debe deducirse de algunas reglas que son complicadas, confusas y a veces ambiguas. Además, cuando los puntos representan un símbolo lógico ∧, sus operandos izquierdo y derecho deben deducirse utilizando reglas similares. Primero, uno debe decidir, según el contexto, si los puntos representan un paréntesis izquierdo o derecho o un símbolo lógico. Luego, uno tiene que decidir qué tan lejos está el otro paréntesis correspondiente: aquí uno continúa hasta que encuentra un número mayor de puntos, o el mismo número de puntos que tienen “fuerza” igual o mayor, o el final de la línea. Los puntos al lado de los signos ⊃, ≡, ∨, = Df tienen mayor fuerza que los puntos al lado de ( x ), (∃ x ), etc., que tienen una fuerza mayor que los puntos que indican un producto lógico ∧.

Ejemplo 1. La linea

✸3.12 . ⊢: ~ p. v. ~ q. v. pag . q

corresponde a

(((~ p) v (~ q)) v (p ∧ q))

donde los dos puntos representan el exterior (), los siguientes dos puntos representan los paréntesis alrededor de ~ p y ~ q, el tercer punto representa los paréntesis alrededor de p ∧ q, y el cuarto punto (bastante confuso) representa el símbolo lógico ∧ en lugar de un par de paréntesis

Una de las mayores presiones sobre la notación matemática en los últimos 500 años fue la composición tipográfica. Las expresiones matemáticas necesitaban ser compuestas para que pudieran imprimirse en libros. Las máquinas de escribir no les gustaban las ecuaciones mostradas como

[matemáticas] \ qquad \ displaystyle \ frac {x ^ 2 + 3x} {2xy + 1} = \ sqrt {e ^ x + 5} [/ matemáticas]

porque esa línea tuvo que ser construida especialmente. Y los diagramas de cualquier tipo eran caros.

Con las computadoras, LaTeX y otro software, esa presión está apagada. Si comenzáramos ahora, podríamos diseñar ecuaciones y otras expresiones matemáticas en dos dimensiones en lugar de en una línea. Los árboles y los gráficos más generales contienen información de una manera más concisa. Aquí hay un árbol de pruebas, por ejemplo, de Pruebas de árbol | La lógica importa,

No sé exactamente cómo reformularía la notación. Tomaría un tiempo probar las cosas y ver qué funciona bien.

Su pregunta es demasiado general, no sé cómo responderla.

Sí rediseñé algunas anotaciones en mi escritura de investigación. Por ejemplo, nos conviene adoptar la convención de la mitad del máximo para la función de suma de una función aritmética. La notación habitual en la literatura con una “[matemática] \ primo [/ matemática]” adjunta a la notación de suma como [matemática] \ sum ^ {\ prime} _ {n \ le x} f (n) [/ matemática] podría no reflejar bien la convención de la mitad del máximo, utilicé una nueva notación aprovechando el diseño fácil de las fuentes TeX como se muestra a continuación:

[matemáticas] \ in \ hskip -6.5pt \ sum_ {n \ le x} f (n): = \ begin {cases} \ sum_ {n

Sin embargo, el diseño de la notación no es un problema importante en la literatura matemática. El punto principal, por supuesto, es presentar la idea con la mayor claridad posible.

Eliminaría la notación radical por completo.

Doy clases particulares de matemáticas a los niños de secundaria, y el único tema que es una enorme pérdida de tiempo es lograr que los estudiantes se familiaricen con la notación radical y la de exponente.

Un capítulo completo de un típico libro de texto de Álgebra I generalmente se dedicará a aprender, practicar y perforar a los estudiantes en variaciones infinitas sobre el hecho de que la raíz cuadrada de x es lo mismo que la potencia 1/2 de x.

Esto significa que todos los niños de secundaria en todo el mundo pasan al menos 2 a 3 semanas aprendiendo notación redundante .

La notación matemática no es inmutable y fija. Lee muchos tratados matemáticos de hace 100 años, y creo que te quedarás rascándote la cabeza por la notación. Evoluciona como todo lo demás.

Tantas cosas, pero la primera prioridad sería x. Existe la confusión que viene de usarlo como un símbolo de multiplicación, por supuesto, pero luego está x lo desconocido yx como “para cada x” yx la variable yx la parte real de un número complejo; seguramente podríamos tener conjuntos de símbolos para cada uno de esos conceptos.