又一种证明根号2是无理数的方法

本文介绍了证明根号2为无理数的一种新方法,通过探讨有限小数及不同进制下小数的表现形式,揭示了为什么任何形如(n/m)²的表达都不可能等于2。

    今天的最后一篇日志了,仍然是翻译的cut-the-knot。发完我就睡觉去了。

    这里已经有五种证明根号2是无理数的方法了。现在我们算是介绍第六种方法了。
    一个有限小数的平方绝对不可能变成整数,因为小数部分不可能消失。观察有限小数的小数部分最后一个数字你会发现结论是显然的,平方后它总会产生新的“最后一位”。
    下面证明,(n/m)^2不可能等于2。n/m不可能是整数,于是把它写成小数形式,而有限小数的平方不可能是整数。如果n/m不是有限小数的话,可以把它转换成另外的进制使得n/m是有限小数,因而上面的结论仍然成立。一个进制下的无限小数可能是另一个进制下的有限小数。比如,把分数n/m转化为m进制,得到的小数肯定是有限小数。

<think>嗯,用户现在问的是如何证明根号二是无理数。这应该是学中的个经典问题,我记得以前学过,但具体步骤可能记不太清了。先回忆下,无理数的定义是不能表示成两个整之比的,所以证明根号二不能写成a/b,其中a和b是互质的整。 首先,假设相反,即根号二是有理,那么可以表示为a/b,且a和b互质。然后两边平方得到2 = a&sup2;/b&sup2;,也就是a&sup2;=2b&sup2;。这说明a&sup2;是偶,那么a本身也必须是偶,因为奇平方还是奇。所以设a=2k,代入后得到(2k)&sup2;=2b&sup2;,即4k&sup2;=2b&sup2;,简化后是2k&sup2;=b&sup2;。这样b&sup2;也是偶,b同样必须是偶。但这时候a和b都是偶,这与他们互质的假设矛盾,所以原假设不成立,根号二是无理数。 不过用户可能对其中某些步骤不太清楚,比如为什么a&sup2;是偶就能推出a是偶?这时候可能需要更详细的解释,比如举例子,假设a是奇,那么a=2k+1,平方后是4k&sup2;+4k+1,明显是奇,所以如果a&sup2;是偶,a必须是偶。 另外,用户可能对反证法的逻辑结构不太熟悉,可能需要强调这是通过假设结论不成立,导出矛盾,从而证明结论成立。这个过程需要逻辑严谨,每步都不能有漏洞。 还要考虑用户的知识水平,是否熟悉学符号和术语。比如“互质”是什么意思,可能需要简单解释下,即a和b的最大公约是1,没有共同的因。这样用户才能理解为什么a和b都是偶会导致矛盾。 可能用户是学生,正在学习证明,或者对学感兴趣的人。他们需要清晰的步骤和逻辑解释,而不仅仅是公式推导。所以需要分步骤说明,用简单易懂的语言,避免过于专业的术语,或者在必要时解释术语。 此外,用户可能想知道这个证明的历史背景或者为什么这个证明重要,可以稍微提下,比如古希腊毕达哥拉斯学派发现的这个事实,导致了学基础的危机,说明学中的无理数确实存在,扩展了的概念。 最后,检查证明过程是否有遗漏或错误,比如是否正确应用了反证法,每步推导是否合理,是否所有可能的漏洞都被堵住了。确保回答准确无误,帮助用户真正理解这个经典的证明方法。</think>--- ### **证明$\sqrt{2}$是无理数** #### **1. 基本思路** 采用**反证法**:假设$\sqrt{2}$是有理,即可以表示为两个整的比$\frac{a}{b}$($a,b$互质),然后推导出矛盾。 --- #### **2. 证明过程** **步骤1:假设$\sqrt{2}$是有理** 存在互质的整$a,b$($b \neq 0$),使得: $$\sqrt{2} = \frac{a}{b}$$ **步骤2平方两边并整理** $$2 = \frac{a^2}{b^2} \implies a^2 = 2b^2$$ **步骤3:分析$a$的奇偶性** - $a^2 = 2b^2$说明$a^2$是偶,因此$a$本身必须是偶(因为奇平方仍为奇)。 - 设$a = 2k$($k$为整),代入上式: $$(2k)^2 = 2b^2 \implies 4k^2 = 2b^2 \implies b^2 = 2k^2$$ **步骤4:分析$b$的奇偶性** - $b^2 = 2k^2$说明$b^2$也是偶,因此$b$也必须是偶。 **步骤5:导出矛盾** - 若$a$和$b$均为偶,则它们至少有公因2,与初始假设“$a,b$互质”矛盾。 - 因此,原假设$\sqrt{2}$是有理不成立,$\sqrt{2}$是无理数。 --- #### **3. 关键点说明** - **反证法逻辑**:通过否定结论(假设$\sqrt{2}$是有理),导出矛盾($a,b$不互质),从而证明原命题成立。 - **奇偶性分析**:偶平方是偶,奇平方是奇,这是推导的核心。 - **历史意义**:这是古希腊毕达哥拉斯学派发现的第无理数,打破了“均可表示为分”的认知。 --- #### **4. 补充思考** 若尝试用具体值验证,例如: - $\sqrt{2} \approx 1.4142$,无法找到精确的分表示。 - 任何分$\frac{a}{b}$的平方最终会导出$a$和$b$的无限递降公因,违反整性质。
评论 1
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值