约量
在计量学中,约量[註 1][1](submultiple)或分量、等分部分(aliquot part),是指一个能够整除给定数量(或数值)的量。若量 a 与某一正整数 n 的积等于量 b(即 b = na),则称 a 是 b 的约量。
在数学中,约量常称为约数、因数、整除部分。
术语 submultiple 的词源为 sub-(从属的、一部分的)和 multiple(多重、倍数)。汉语“约”则是简化估量的意思。
通论
约量(submultiple)根据学科领域不同,常与因数(数论)、分数单位(基础数学)或分量单位(计量学)等概念互为表里。
在某些文献中,“a 是 b 的约量”意味着“a 是 b 的一个分数单位”(即 a = b/n),或者等价于“b 是 a 的 n 倍整数倍”(即 b = na)。
此 submultiple 术语也应用于计量单位(例如国际计量局 BIPM[2] 和美国国家标准与技术研究院 NIST[3] 的规范),其中“分数单位”(submultiple unit,或称分量单位)是通过给主单位添加词头获得的;它被定义为主单位除以一个整数(通常是 103 的幂次)所得的商。例如:毫米(mm)是米(m)的 1000 分之一分量单位;英寸(in)可以视为英尺(ft)的 12 分之一分量,或者是码(yd)的 36 分之一分量。
数学定义
在数论中,若存在一个正整数 n,使得 b = na 成立,则称 a 为 b 的一个约数。两者关系即 b 为 a 的倍数。
约数常以分数单位的形式表示其与整体的关系。例如:若 a 是 b 的约数,且 b = 5a,则称 a 是 b 的 5 分之一单位。
计量学应用
在国际单位制(SI)及国际计量局(BIPM)的标准中,分量单位(submultiple unit)是指通过在主单位前添加缩小词头而形成的导出单位。
构成原则
分量单位定义是主单位除以一个正整数(通常为 103 的幂次)所得的商。例如:毫米(mm)是米(m)的约量(分量),其比例为 10-3;微秒(μs)是秒(s)的约量(分量),其比例为 10-6。
在非十进制(英制单位或历史度量衡)中,约量关系并不总是基于 10 的幂次:英寸是英尺的 12 分之一约量。
相关概念辨析
- 约量 vs 因数:在纯数论语境中,两者基本等价;但在物理量语境下,“约量”强调度量衡的拆分,而“因数”多用于抽象数值。
- 约量 vs 分数单位:分数单位是约量概念在基础教育中的表达,强调其作为“计数基准”的属性。
- 约量 vs 向量分量:约量属于标量间的倍率关系,应注意与向量分解中的“分量”(component)相区别。
备注
- ^ 《几何原本》第七卷:“一量能度尽他量,则此量为他量之约量。”《数学辞海·第一卷》“初等数学”或“数学史”章节中,解释“整除”和“比例”的对应时,标注 submultiple 为约量。
参见
参考
- ^ 分諧波,次諧波,次倍數,約量. 樂詞網. 國家教育研究院 (中文(臺灣)).
- ^ International Bureau of Weights and Measures, The International System of Units (SI) (PDF) 8th, 2006, ISBN 92-822-2213-6 (英语).
- ^ NIST Guide to the SI. NIST. 2 July 2009. Section 4.3: Decimal multiples and submultiples of SI units: SI prefixes.