数学中,一个数要么是有理数,即可以用两个整数之比表示,要么是无理数,即无法如此表示。自古以来,人们一直在争论根号2属于哪一类数。
根号2:是有理数还是无理数?
有理数论
一些数学家认为根号2是有理数。他们的论据基于这样的假设:任何数都可以表示为一系列分数的极限。对于根号2,他们可以构造一个分数序列,每个分数都更接近根号2。例如:
1. 1/1 2. 1.4/1 3. 1.41/1 4. 1.414/1
当分数序列趋于无限时,它将接近根号2。因此,根据这个假设,根号2应该是有理数。
无理数论
然而,在公元前 5 世纪,毕达哥拉斯学派的希帕索斯证明了根号2是无理数。他的证明基于一个称为毕达哥拉斯定理的几何原理,该定理指出直角三角形的斜边长度等于两条直角边长度的平方和。
如果根号2是有理数,则它可以表示为两个整数之比 p/q,p 和 q 互质。然而,希帕索证明了:
如果 p 和 q 都是偶数,则 p^2 和 q^2 都是偶数,因此 p^2 + q^2 也是偶数。 如果 p 是偶数而 q 是奇数,则 p^2 是偶数,q^2 是奇数,因此 p^2 + q^2 是奇数。 如果 p 和 q 都是奇数,则 p^2 和 q^2 都是奇数,因此 p^2 + q^2 也是奇数。
无论 p 和 q 如何,我们都无法得到一个既是偶数又是奇数的数字。因此,根号2不能表示为两个整数之比,即它是一个无理数。
影响
希帕索的证明对数学产生了深远影响。它表明,并非所有数字都是有理数,并由此开启了无理数理论的时代。该理论在数学的许多领域都有应用,包括几何、代数和微积分。
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