¿Cuán diferentes serían las matemáticas con un orden de operaciones diferente?

La notación que usamos para el orden de las operaciones es irrelevante para las matemáticas. Simplemente nos salva de tener que escribir muchos paréntesis para paréntesis completos de una expresión algebraica.

Por ejemplo, la expresión [matemática] 5x ^ 2-3x + 2/5 [/ matemática] completamente entre paréntesis es [matemática] ((5 (x ^ 2)) – (3x)) + (2/5) [/ matemática ] Nuestra convención para la precedencia otorga a la exponenciación una precedencia más alta que la multiplicación, por lo que no tenemos que poner paréntesis alrededor de [matemáticas] x ^ 2 [/ matemáticas]. Eso hace que la expresión sea un poco más legible como [math] ((5x ^ 2) – (3x)) + (2/5) [/ math]. Además, consideramos que la multiplicación y la división tienen mayor prioridad que la suma y la resta, por lo que podemos eliminar algunos paréntesis más: [matemática] (5x ^ 2-3x) +2/5 [/ matemática]. Finalmente, la suma y la resta tienen la misma precedencia, pero se asocian a la izquierda, por lo que se puede simplificar aún más a [matemáticas] 5x ^ 2-3x + 2/5 [/ matemáticas].

La convención para las reglas de precedencia, también conocida como el orden de las operaciones, es solo eso. Es una convención. La historia podría haber sido diferente y haber resultado en una convención diferente, pero no tendría ningún efecto en las matemáticas, solo en la forma en que las expresamos.

Cambiar el orden de las operaciones tiene casi tanta importancia como cambiar la ortografía de ciertas palabras en un idioma.

Si alguien decidió que la palabra “gato” ahora se refería a uno de estos:

Sería un idioma diferente. Por ejemplo, el libro “El gato en el sombrero” tendría que ser re-ilustrado o re-titulado.

Pero el lenguaje no cambiaría de manera significativa.

Voy a tener que ser contraria aquí.

La razón por la cual el orden de las operaciones es como es es que la suma se considera una operación más simple e intuitiva que la multiplicación. Por lo tanto, era natural que la representación matemática fuera sumas de productos, en lugar de productos de sumas.

Su pregunta efectivamente nos pide que intentemos imaginar un mundo donde el orden de las operaciones sea diferente. Los otros respondedores están adoptando un enfoque de baja perturbación: están imaginando un mundo donde nuestra cognición básica de las matemáticas es la misma, y ​​sin embargo, por alguna razón inexplicable, decidimos elegir una notación que no era natural para nuestra forma de pensar.

Voy a especular de manera diferente. Digamos que nos encontramos con una versión de realidad alternativa de nosotros, pero a diferencia de nosotros, consideran que “productos de sumas” son más simples que “sumas de productos”. ¿Qué podemos esperar ver en esa sociedad?

Muchos aspectos de la educación de nivel inferior serían bastante diferentes.

Por ejemplo, ¿cuál de estos parece más simple?

[matemáticas] x ^ 2-3x-10 [/ matemáticas]

[matemáticas] (x-5) (x + 2) [/ matemáticas]

Estas dos expresiones son matemáticamente idénticas. Pero debido a nuestro orden de operaciones, consideramos que la primera es la “forma más simple” de la expresión. Dado que su orden de operaciones es diferente, la segunda expresión sería “más simple” que la primera, y sería lo que les parece más natural.

Esto tiene ramificaciones a través de la educación matemática básica. Es mucho más fácil ver las raíces de la segunda expresión. Pero es mucho más fácil encontrar la derivada de la primera expresión. Entonces, el álgebra de la escuela secundaria es mucho más fácil en ese mundo alternativo, pero el cálculo es mucho más difícil.

Incluso la representación básica de números probablemente sería conceptualmente diferente. Considere un número como 8327. Ese número se llama actualmente “ocho mil seiscientos veintisiete”. Esa forma de expresar el número muestra nuestros sesgos subyacentes de multiplicación sobre la suma: es equivalente a decir

[matemáticas] 8 * 10 * 10 * 10 + 3 * 10 * 10 + 2 * 10 + 7 [/ matemáticas]

Pero en un mundo donde la suma tiene prioridad sobre la multiplicación, eso se vería realmente feo en comparación con

[matemáticas] (((8 * 10 + 3) * 10 + 2) * 10 + 7) [/ matemáticas]

Por lo tanto, su idioma probablemente tendría un nombre diferente para ese número, algo así como “ocho tenp tres tenp dos tenp siete”, donde “tenp” es su palabra para “multiplicar por diez y luego sumar”, que por supuesto sería muy natural y concepto simple

De hecho, no está claro si tendrían bases aritméticas en absoluto. Por qué, en un mundo de precedencia de adiciones, esta representación es probablemente aún más simple:

[matemáticas] ((2 * 2 + 1) * 2 + 1) * (2 * 2 * 3 * 3 * 3 * (2 * 3 + 1) +1) [/ matemáticas]

¡Ni siquiera estoy seguro de cómo funcionaría un idioma para describir eso!

La hipótesis de Sapir-Whorf dice que la estructura del lenguaje de uno afecta la cognición de uno. Me imagino que el equivalente sería cierto para el pensamiento matemático.

Las fracciones continuas se sentirían más naturales que los decimales. La palabra “promedio” se entendería comúnmente como media geométrica, no media aritmética. Évariste Galois era un genio en nuestro mundo, pero tal vez sería normal en el de ellos. No estoy seguro de poder imaginar la informática donde la forma normal conjuntiva sería más simple que la forma normal disyuntiva para resolver problemas, pero ¿tal vez?

Las matemáticas se verían diferentes pero sería exactamente igual.

Les mathématiques auraient l’air différentes, Mais elles seraient exactement les mêmes.

Esa es la misma oración en francés pero se ve muy diferente.

Cambiar la base de decimal (base diez) a hexadecimal (base dieciséis) también cambia la apariencia:

  • [matemáticas] 13 + 5 = 18 [/ matemáticas] en decimal se convierte
  • [matemáticas] \ text {D} + 5 = 12 [/ matemáticas] en hexadecimal

Pero ambos significan treize y cinq te da dix-huit (para mezclar inglés y francés).

Finalmente, para dar un ejemplo donde está involucrado el orden de operaciones:

  • [matemática] 1 + 2 \ times3 = 7 [/ matemática] debería escribirse como
  • [matemática] 1+ (2 \ veces3) = 7 [/ matemática] si la multiplicación tuvo menor precedencia que la suma

porque [matemáticas] 1 + 2 \ veces3 [/ matemáticas] significaría [matemáticas] (1 + 2) \ veces3 = 9 [/ matemáticas].

El orden de las operaciones está ahí solo por la conveniencia de poder dejar de lado algunos paréntesis. Cambiar el orden simplemente cambia qué paréntesis puede omitir. Cambia la apariencia de algunas expresiones. No tiene ningún impacto en las matemáticas subyacentes.

En primer lugar, las matemáticas ciertamente tienen anotaciones que no tienen un orden de operaciones preferido. Lo vemos muchas veces en informática. Hay algo llamado notación polaca y notación polaca inversa.

Le mostraré la propiedad distributiva en notación polaca:

  (× (+ ab) c) = (+ (× ac) (× bc))

Para ser claros, esta también es exactamente la representación en el lenguaje de programación Lisp, y es útil para la teoría de tipos.

La notación de pulido inverso se utiliza para describir objetos existentes en una pila (no debe confundirse con la noción matemática de “pila”). Imagine una pila de platos con números en ellos. Cuando encuentre un número, escriba el número en la placa y póngalo encima. Cuando encuentras una operación, sacas dos placas desde la parte superior y actúas sobre ellas:

  ab + c × = ac × bc × +

Tenga en cuenta que no se necesitan paréntesis.


Entonces, de lo contrario, podríamos usar paréntesis cuando sea necesario.

Sin embargo, esa propiedad distributiva es exactamente la razón por la que tenemos multiplicación antes de la suma.

Veamos una notación matemática infija (infijo es su matemática “habitual”) con las órdenes de suma y multiplicación invertidas:

  (a + b) × c = (a × c) + (b × c)

Notarás que los paréntesis son siempre necesarios cuando la propiedad distributiva está en uso.


Hay muchas otras anotaciones disponibles. Los matemáticos están de acuerdo con la mayoría de los estándares de notación, pero también mencionan explícitamente la notación que pretenden usar cuando difieren.

PD. LaTeX hizo que esto fuera difícil de ver, así que fui al código.

Sería exactamente lo mismo. El orden de las operaciones es solo una convención, como los números arábigos (aunque podría argumentar que en realidad son indios).

Esas convenciones han sido ampliamente adoptadas porque facilitan las cosas, pero no tienen impacto en los fundamentos;

De ningún modo. Las nuevas matemáticas tendrían que resolver los mismos problemas de la misma realidad. Las matemáticas serían lo mismo.

Ejemplo: una persona apuesta $ 5, la duplica pero luego descarta $ 1 de su apuesta. ¿Cuanto queda? Primero 5 * 2 = 10, luego 10-1 = 9. Fácil. Hoy escribimos esto como 5 * 2-1 = 9.

El orden de las operaciones es solo una convención CÓMO ESCRIBIR cuando el orden no está definido por paréntesis como (5 * 2) -1 = 9. No cambia el problema matemático o la solución. Cualquier otra convención también cambiaría la escritura pero no las matemáticas.

Una comparación podría ser si cambiamos la convención de escribir en inglés. Si escribimos una oración que comienza con ‘.’ y terminando con una letra mayúscula. ¿Cambiaría eso la literatura tal como la conocemos?