关于 无理数是否 所有的 无理数 都 可以 通过 有理数 进行 加减乘除 开根 得到? 给出 证明.

2个回答

  • 不是,但没有初等(高中及以下)的证明方法.可以通过对有理数进行加减乘除根得到的数叫做“代数数”,其它的数叫做“超越数”.你的问题等价于:是否所有实数都是代数数?或者说,是否存在实数是超越数?

    证法一(需要学到大学的实变函数课程):代数数都可以写成以有理数为系数的方程的解,所有这种方程共有“阿列夫零”个,所以代数数也有“阿列夫零”个(和所有有理数一样多);而所有实数共有“阿列夫一”个.“阿列夫一”大于“阿列夫零”(实数比有理数多),所以前者是后者的真子集,从而一定有不是代数数的实数.

    证法二(需要学到大学的近世代数课程):由Lindemann–Weierstrass定理,若a1,a2,...,an都是代数数,则有理数域Q的扩域Q(e^a1,e^a2,...,e^an)对Q的超越次数等于Q上的线性空间Q{a1,a2,...,an}对Q的维数.取n=1,a1=1,立即可知e是超越数;假设π是代数数,取n=1,a1=2πi,则可知e^(2πi)=1是超越数,得到矛盾,从而π必然是超越数.