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8個人,並且得到算式16/8=2,也就是除法,整數對除法是不封閉的,比如2/3,得到的就不是整數,於是我們把數的範圍擴充到有理數。”
“我知道你們更習慣把這個叫做分數,但是我更喜歡叫有理數,所以記下這個詞然後以後你們就知道它代表什麼了。”
“在這裡我們對有理數進行一個定義,我們把有理數定義為p/q,其中pq是互質的整數,q為正整數,p為整數。”
“有理數的範圍足夠我們做大多數運算了,但是它並不囊括了所有數。”
“比如經典的根號2,我們來證明一下,根號2不為有理數,也就是說,根號二沒法表示成分數。”
“我們採用一個反證法。”
“假設根號2可以表示為形式為p/q的有理數,其中pq是互質整數,那麼我們可以得到一個等式p?=2q?。”
“我再次強調一遍,我們假設了p,q都是整數,那麼這種情況下,p必不能為奇數,因為奇數的平方里不可能有2這個因數,對嗎?”
“所以我們推出,p為偶數,偶數可以表示為2k,其中k為整數。”
“於是我們又得到了一個等式,2k?=q?,同理可得,q為偶數。”
“也就是說,從根號2是有理數這個前提,我們可以推出這樣一個結果,p和q擁有一個共同的因數2,而這違背了最初的假設pq互質,由此可得這個前提條件是錯誤的。”
“根據類似的思路我們還可以證明根號3,根號12是無理數。”
“然後在這裡,我要第一次引入無窮的概念,我現在畫一條線段,這條線段的起點是0,終點是1,也就是它是一段長度為1的有限長的線段。”
“那麼請思考這樣一個問題,如果我要從0走到1,那麼我得先走到0和1的中點1/2,如果我要從0走到1/2,那麼我就需要先走到0和1/2的中點1/4,而這個過程是可以無限繼續下去的,你們看到問題所在了嗎?”
“第二個例子,依舊是這條線段,我把它豎起來,然後我再在它的旁邊畫一條傾斜一點的線段,有點像直角三角形的高和斜邊長,對吧。”
“這兩條線段的長度明顯是不想等的,但是我們可以將上面的點一一對應起來,橫著連線,對,假設,線段是由一個一個可數的點構成的,那麼我們就會得到一個荒謬的結論,也就是這兩條線段是相等的。”
“但是我們知道它們倆是不相等的
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