在中学,有理数的定义为整数和分数的集合,统一来说就是能够写成两个整数之比的数。那相对地,无理数自然就是不能写成两个整数之比的数了,也就是无限不循环小数,比如π,2等等。历史上无理数的发现带来了第一次数学危机,并生下了一颗“金蛋”,不过发现者却因此丢掉了生命。让我们永远铭记——希帕索斯(Hippasus)

历史:

http://baike.baidu.com/view/1167.htm#2

在这里对无理数就不多说些什么了,主要是谈谈相关的证明而已。
先说明,以下是我自己的证明方法,当然我相信有一种方法是通用的,但是我没有找出来。

1. 2是无理数。

证:我们假设2是有理数,并且令2=p/qp/q是最简分数。由于2不是整数,所以q>1。

我们将两边平方,得到2=p2/q2,因为p/q是最简分数,所以p2/q2也是最简分数。2的最简分数只能够是2/1,由此得出q=1,这与q>1矛盾。所以假设不成立,2是无理数。

2. 2+3是无理数。

证:这个简单了,相信大家都会。

我们假设2+3=p是有理数,两边平方得到5+26=p26=p25/2,于是6是有理数,矛盾。因此假设不成立。

3. 2+3+5是无理数。

证:这个可不怎么简单了,我可是想了好久。

(1) 我们假设2+3+5=p是有理数,两边平方得到
10+26+210+215=p26+10+15=p210/2
于是6+10+15是有理数。两边再次平方,得:
31+106+610+415=(p210)2/4
于是56+310+215=(p210)2/431/2
由于6+10+15是有理数,所以
36+10=(p210)2/431/22(6+10+15)
的左边是一个有理数,但由方法2可证明36+10为无理数,矛盾,于是假设不成立。
(2) 同样假设2+3+5=p是有理数,我们将式子变成
2+3=p5,两边平方:
(2+3)2=(p5)25+26=p2+52p5
于是得出6+p5是有理数,也是矛盾的。

4. 2+3+5+7是无理数。

证:在报纸上画了一整天,终于有头绪了。

同样假设2+3+5+7=p是有理数,我们将式子变成
2+3+5=p7,两边平方得到:
10+26+210+215=p2+72p7
6+10+15+p7=(p23)/2是一个有理数。
两边继续平方:
(6+10+15)2=((p23)/2p7)231+106+610+415=((p23)/2)2+7p2p(p23)7210+46+p(p27)7=((p23)/2)2+7p24(6+10+15+p7)
由于6+10+15+p7=(p23)/2是有理数,所以210+46+p(p27)7是有理数,矛盾。

以上是关于平方根和的证明,证明比较粗糙、繁琐,不过原理极其容易理解的。方法范围有限,最多支持到4个平方根和,通用的方法正在寻找中......

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苏剑林. (Jul. 31, 2009). 《关于无理数及其和的证明 》[Blog post]. Retrieved from https://spaces.ac.cn/archives/44

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        title={关于无理数及其和的证明},
        author={苏剑林},
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