Ich muss eine Sachanalyse der ganzen Zahlen schreiben und dort müssen Zahlenpaare und Äquivalenzklassen erklärt werden.
Das ist eher ungewöhnlilch. Normalerweise werden in einer Sachanalyse der ganzen Zahlen ganze Zahlen erklärt und dabei vorausgesetzt, dass Zahlenpaare und Äquivalenzklassen dem Leser bekannt sind.
Ich kriege den Zusammenhang nicht ganz verdeutlicht.
Hier ist der Zusammenhang zwischen Äquivalenzklassen und ganzen Zahlen:
Definition. Die Relation ∼ ⊆N02×N02 auf N02 ist definiert durch
(n,m)∼(n′,m′)⟺n+m′=m+n′.
Satz. Die Relation ∼ ist eine Äquivalenzrelation.
Definition (Menge der ganzen Zahlen). Die Menge Z der ganzen Zahlen ist die Menge der Äquivalenzklassen von ∼.
Definition (Rechenarten der ganzen Zahlen). Für alle [(n,m)],[(n′,m′)]∈Z ist
[(n,m)]+Z[(n′,m′)][(n,m)]−Z[(n′,m′)][(n,m)]⋅Z[(n′,m′)] : =[(n+Nn′,m+Nm′)] : =[(n,m)]+Z[(m′,n′)] : =[(n⋅Nn′+Nm⋅Nm′,n⋅Nm′+Nn′⋅Nm)]
Satz. Die Rechenarten +Z und ⋅Z sind durch obige Definition wohldefiniert.
Definition (Ordnung). Für alle [(n,m)],[(n′,m′)]∈Z ist
[(n,m)]≤Z[(n′,m′)] : ⟺ n+Nm′≤Nn′+N0m.
Satz. Die Ordnung ≤Z ist wohldefiniert und eine schwache Totalordnung.
Definition (Gegenzahl). Für jedes [(n,m)]∈Z heißt [(m,n)] Gegenzahl von [(n,m)].
Satz (Einbettung von N0 in Z). Sei N0={[(n,0)]∈Z∣n∈N0}. Dann ist (N0,+N,⋅N,≤N) isomorph zu (N0,+Z∣N0,⋅Z∣N0,≤Z∣N0).
Notation. Für jedes n∈N0 wird die Äquivalenzklasse [(n,0)] mit n bezeichnet. Für jedes z∈Z wird die Gegenzahl von z mit −z bezeichnet.