p^2 = 2不能被任何有理数p满足

本文通过两种方法证明了√2是一个无理数:一是高中数学中的反证法,二是利用微积分中的极限概念。首先,通过设定有理数p=m/n的形式,并通过推导得出矛盾,从而证明了不存在这样的有理数p;其次,借助极限的概念,通过对p的不同取值范围进行讨论,同样得到了不存在有理数p使得p²=2的结论。

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证明:

今天看了一下数学分析方法来充实数学功底。话不多说,先写完。

记得在上高中的时候证明过这个,现将高中方法附上:

    利用反证法,如果存在这样一个有理数p能满足题意。同时我们都得知,有理数可以写成分子/分母的形式。则可以把p改写为m/n,在这里没有一定保证m,n同为偶数,也就是两个数类型不定。则转化为后(m/n )^2=2 -> m^2=2n^2。

    由这个式子可知,m的平方必为偶数,因为(1)等式右边有个2(2)偶数的平方为偶数。如果m为偶数,m可被2整除,那么m的平方可被4整除,那么n的平方为偶数,那么n也为偶数。如果需要证明的等式成立,那么我们由任意m,n的奇偶来得到m,n都只能为偶数的情况。这显然与推论不符合。故不存在符合题意的p。

    在这个问题中,可以采取大学学的微积分。我们知道,极限存在的条件为左右极限存在且相等。那我们可以试一下此证明。(如果左右极限不存在,也就说明没有极限喽)

    假设在(1)p^2<2时,没有最大值。在(2)p^2>2时,没有最小值。

    用数学语言来讲嘛,就是(1)对于每一个p,都存在一个q,使得p<q(2)对于每一个p,都存在一个q,使得p>q

    如何来构造这个特殊的等式呢?这一点真的不明觉厉。

   ① q = p - ((p^2-2)/(p+2)),为什么要这样构造呢,一方面我们是为了得到p和q的大小的关系,另一方面我们得添加一个正负就在那一刹那的书,p^2-2,为什么分母为p+2呢,,恕我现在还不能解释。

    对①变形,得(2p+2)/(p+2) = q,在对其进行变形得②q-2 = 2(p^2 - 2)/(p+2)^2

    对(1)来说,由①得,q>p,由②得,q<2

    对(2)来说,由②得,q<p,由②得,q>2

    因此,(1)成立,(2)成立。得知(1)没有上界,(2)没有下届。综上所述,所以不存在有理数p使得p^2=2

 

小小感悟,数学公式打着真不方便,,排版也是个问题,等起来再说。赶紧睡觉,保持好习惯。

转载于:https://my.oschina.net/u/3008297/blog/801168

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