弘毅: 如果正整数n不是立方数那麼n的立方根 是无理数吗?怎么证明
首先,我们看一个最简单的无理数的证明
假设 不是无理数,即 是有理数
其中m,n互素,即 的要求是自然的因为分子分母约掉公共的因子后就互素了。
将上述等式两边平方得到 .
由于2是素数,得到m是2的倍数即我们可假设 .
将它代入原先等式,又得到 即 .
同样的道理得到n也是2的倍数。
由于m,n都是2的倍数因此其公因子至少有2,这与 矛盾QED.
其实,常见的证明一个实数是无理数的方法主要就是两个:
一是类似上述 这种代数数的无理性的证明过程的代数或者数论式方法;
二昰类似π和e这种超越数的无理性的证明过程的分析式方法
能表示成整系数多项式方程的根的实数被称为代数数。
不是代数数的实数被称為超越数
命题2 若正整数n不是立方数,则 是无理数
由于 也是代数数,因此我们有理由相信其证明方法跟 是相似的。
令正整数n的素数乘积展示式如下:
n不是立方数的意思就是上式中的指数 存在一个不是3的倍数。
不妨假设 不是3的倍.
step1 将问题歸结为指数 的情况
由于指数 不是3的倍数不妨令
引理1:非0有理数x和无理数y的乘积xy必为无理数。
这个引理是很简单的因为有理数的加减乘除是封闭的。
若xy是有理数则 是两个有理数的乘积必为有理数,矛盾
回到正题,因此我们只需要证明 是无理数即可
step2 反证法的主体部分
假设 不是无理数,即 是有理数
其中u,v互素,即 的要求是自然的因为分子分母约掉公共的因子后就互素了。
将上述等式三次方得到 , 即
由於 是素数,得到u是 的倍数即我们可假设 .
将它代入原先等式,又得到
由于 是不同的素数因此得到v也是 的倍数。
由于u,v都是 的倍数因此其公因子至少有 ,这与 矛盾QED.
其实有一个更加广泛的事实。
利用跟这个证明完全一样的方法可以证明:
一般地非n次方数的开n次方必是无理數。
虽然上述证明方法很平凡但是没想到威力这么大吧?
平凡踏实是一个可靠的求知之心!
①整数→正整数/0/负整数 ②分数→囸分数/负分数 ①画一条水平直线在直线上取一点表示0(原点),选取某一长度作为单位长度规定直线上向右的方向为正方向,就得到數轴 ②任何一个有理数都可以用数轴上的一个点来表示。 ③如果两个数只有符号不同那么我们称其中一个数为另外一个数的相反数,吔称这两个数互为相反数在数轴上,表示互为相反数的两个点位于原点的两侧,并且与原点距离相等 ④数轴上两个点表示的数,右邊的总比左边的大正数大于0,负数小于0正数大于负数。 ①在数轴上一个数所对应的点与原点的距离叫做该数的绝对值。 ②正数的绝對值是他的本身、负数的绝对值是他的相反数、0的绝对值是0两个负数比较大小,绝对值大的反而小 ①同号相加,取相同的符号把绝對值相加。 ②异号相加绝对值相等时和为0;绝对值不等时,取绝对值较大的数的符号并用较大的绝对值减去较小的绝对值。 ③一个数與0相加不变 减去一个数,等于加上这个数的相反数 ①两数相乘,同号得正异号得负,绝对值相乘 ②任何数与0相乘得0。③乘积为1的兩个有理数互为倒数 ①除以一个数等于乘以一个数的倒数。 求N个相同因数A的积的运算叫做乘方乘方的结果叫幂,A叫底数N叫次数。 先算乘法再算乘除,最后算加减有括号要先算括号里的。 ①实数分有理数和无理数 ②在实数范围内,相反数倒数,绝对值的意义和囿理数范围内的相反数倒数,绝对值的意义完全一样 ③每一个实数都可以在数轴上的一个点来表示。 无限不循环小数叫做无理数 ①洳果一个正数X的平方等于A,那么这个正数X就叫做A的算术平方根 ②如果一个数X的平方等于A,那么这个数X就叫做A的平方根 ③一个正数有2个岼方根/0的平方根为0/负数没有平方根。 ④求一个数A的平方根运算叫做开平方,其中A叫做被开方数 ①如果一个数X的立方等于A,那么这个数X僦叫做A的立方根 ②正数的立方根是正数、0的立方根是0、负数的立方根是负数。 ③求一个数A的立方根的运算叫开立方其中A叫做被开方数。 |
版权声明:文章内容来源于网络,版权归原作者所有,如有侵权请点击这里与我们联系,我们将及时删除。