−1

在数学中，负一写作 −1，是 1 的加法逆元，即当 −1 加上 1 之后就变为 0。−1 是介于 −2 与 0 之间的整数，亦是最大的负整数。

-1

← −2 −1 0 →
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命名
小写	负一
大写	负壹
序数词	第负一 negative first
识别
种类	整数
性质
质因数分解	单位元
因数	1
绝对值	1
相反数	1
表示方式
值	-1
算筹
二进制	−1(2)
八进制	−1(8)
十二进制	−1(12)
十六进制	−1(16)
语言
阿拉伯文	−١
孟加拉语	−১
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			↑
			2i
		−1+i	i	1+i
←	−2	−1	0	1	2	→
		−1−i	−i	1−i
			−2i
			↓

负一与欧拉恒等式相关联，此恒等式表示为${\displaystyle {{e}^{{i}\,{\pi }}}=-1}$。

在软体开发中，用来表示变量包含无用的信息，亦能作为函数错误时的传回值。

在编程语言中，取决于第一个元素是用 0 还是 1 表示，−1 可以用来索引数组的最后一个元素，或者倒数第二个元素。

−1 和 1 有许多相似但略有不同的特性。

代数性质

将一数字乘上-1的动作，等价于将此数值变号。借由分配律，以及1是乘法运算的单位元之公理，对于实数x，我们得到

${\displaystyle x+(-1)\cdot x=1\cdot x+(-1)\cdot x=(1+(-1))\cdot x=0\cdot x=0}$

这里我们使用了“任意实数x乘上0等于0”，将x从等式中约掉。

${\displaystyle 0\cdot x=(0+0)\cdot x=0\cdot x+0\cdot x\,}$

复平面或直角坐标系上的0, 1, −1, i, 和 −i

也就是，

${\displaystyle x+(-1)\cdot x=0\,}$

故(−1) · x是 x的相反数。

负一平方

−1的平方亦即−1乘于−1，等于1。意即，两负实数相乘为一正实数。

代数证明此结果

${\displaystyle 0=-1\cdot 0=-1\cdot [1+(-1)]}$

第一个等式取自上一段落的结果。第二个等式是根据“−1是1的加法逆元”。 再使用分配律，我们得到

${\displaystyle 0=-1\cdot [1+(-1)]=-1\cdot 1+(-1)\cdot (-1)=-1+(-1)\cdot (-1)}$

第三个等式依据是：1是乘法运算的单位元。然后在等式前后加上1

${\displaystyle (-1)\cdot (-1)=1}$

以上运算适用于任意环。

负一的平方根

复数${\displaystyle i}$满足${\displaystyle {{i}^{2}}=-1}$，也可视为-1的平方根。另一个能满足x² = −1的复数x是−i。^[1]四元数的代数包含复数平面，等式x² = −1拥有无限多组解。

负一的乘幂

我们定义${\displaystyle x^{-1}={\frac {1}{x}}}$，即代数x的−1次方，或代数x的倒数。可将此定义结合指数定律${\displaystyle x^{a}\cdot x^{b}=x^{a+b}\ a,b\in \mathbb {R} }$ 。 负数整数形式的指数可以拓展到环的逆元素，定义${\displaystyle x^{-1}}$作为${\displaystyle x}$的乘法逆元。

函式或矩阵右上的-1不是指数，而是反函数与反矩阵。例如：${\displaystyle f^{-1}(x)}$是${\displaystyle f(x)}$的反函数，${\displaystyle \sin ^{-1}(x)}$是反正弦函数。

负一的对数

包括-1在内的所有负数在实数域中是没有对数的，但在复数域，根据欧拉恒等式${\displaystyle {{{e}^{{i}\,{\pi }}}+{1}}=0}$，可以得出-1的自然对数${\displaystyle \ln {(-1)}=i\pi }$。

维数

主条目：负维空间

空集的归纳维数被定义为-1。在抽象几何学（英语：Abstract_polytope）中，空多胞形的维数亦被定义为-1^[2]。

计算机的表示法

大多数计算机系统使用二补数来表示负整数。此系统中，所有位元皆为一以表示-1，若以8-bit有符号整数表示，即为二进制的"11111111"，或十六进位制的"FF"。若将-1解读为n位无符号整数，n个1将表示为2ⁿ − 1，且较有符号整数系统能容纳更大数值。例如，8-bit的"11111111"表示为${\displaystyle {{{2}^{8}}-{1}}=255}$。

在Setun计算机中 ${\displaystyle -1}$以倒转的阿拉伯数字一“1”表示^[3]。

参见条目

• 1：-1的相反数
• 数表

参考文献

1. Ask Dr. Math. Math Forum. [2012-10-14]. （原始内容存档于2019-08-15）.
2. Guy Inchbald. Vertex figures: The complete vertex and general vertex figures. steelpillow. 2005-01-06 [2016-08-02]. （原始内容存档于2016-08-19）.
3. N.A.Krinitsky; G.A.Mironov; G.D.Frolov. Chapter 10. Program-controlled machine Setun. M.R.Shura-Bura (编). Programming. Moscow. 1963 （俄语）.