在数学中,有理数定义为可以表示为两个整数之比的数,形如,其中b≠0。整数,有限小数和无限循环小数都是有理数,无限不循环小数是无理数,常见的无理数有等等。

常看到一些关于证明等是无理数的证明题,下面就先给出一个常见的证明是无理数的方法,用的是反证法。

如果是有理数,根据有理数的定义,我们可以假设有如下等式成立:

(已不可再约分,也就是pq是互质整数,q≠0) (1)

等式两边分别平方后乘以q的平方,可得:

(2)

由于2是等式左边的一个因子,可知是偶数,而只有偶数的平方才是偶数,所以p是偶数。设p = 2 r ,代入等式(2)可得:

,即 (3)

由于2是等式右边的一个因子,所以qp一样,也是偶数。这样一来,pq就存在公因子2,这与我们假设的pq互质是矛盾的,故假设不成立,所以不是有理数,是无理数。证毕。

上面是《什么是数学》一书中描述的证明不是有理数的方法。此书中还有个习题要求证明不是有理数。这次就先写到这吧,下次再选一两个习题中的根式进行证明,然后后再尝试寻找其中的规律,将问题一般化。

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