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李永樂有理數和無理數

圖文 更新时间:2025-01-20 21:49:22

在開始證明前,我們先看兩個簡單的,以尋找思路。

李永樂有理數和無理數(證明π是無理數)1

李永樂有理數和無理數(證明π是無理數)2

從上面兩個例子我們可以看到,證明一個數是無理數,我們其實沒有什麼好的手段,就是反證法

因為有理數是有清晰定義的,能表示成兩個整數之商,就是有理數。而無理數則沒有清晰定義:在實數内,不是有理數就稱為無理數

好了,現在我們開始來嘗試證明π是無理數

李永樂有理數和無理數(證明π是無理數)3

(我每次說“顯然”時,心中無比忐忑不安,不知道您是否顯然看出來)

李永樂有理數和無理數(證明π是無理數)4

李永樂有理數和無理數(證明π是無理數)5

我們繼續構造函數

李永樂有理數和無理數(證明π是無理數)6

即0<F(1) F(0)<1

這與F(0),F(1)均為整數矛盾

所以假設^2是有理數錯誤,π^2是無理數

所以π也是無理數

(不記得中值定理可以點這裡學習一下:零點定理)

(不記得高階求導可以點這裡學習一下:二項式定理與高階求導)

以上證明是數學家Ivan Niven于1947年提出的,号稱是目前為止最短的證明!我們的媽呀,這是最短證明!我可是花了兩天時間一步一步抄,邊抄邊理解才看懂哦。

我懷疑,證明π是無理數,應該有更簡潔的證明,就像lg3那樣簡潔的證明,不過是還沒找到而已。期待陶哲軒那樣的聰明大腦能試一下,說不定不需要一張紙就整完了呢。

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