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什么是無(wú)理數(shù)?無(wú)理數(shù)的來(lái)歷
無(wú)理數(shù)也稱(chēng)為無(wú)限不循環(huán)小數(shù),不能寫(xiě)作兩整數(shù)之比。若將它寫(xiě)成小數(shù)形式,小數(shù)點(diǎn)之后的數(shù)字有無(wú)限多個(gè),并且不會(huì)循環(huán)。
無(wú)理數(shù)指的是什么
無(wú)理數(shù)是指除有理數(shù)以外的實(shí)數(shù),當(dāng)中的“理”字來(lái)自于拉丁語(yǔ)的rationalis,意思是“理解”,實(shí)際是拉丁文對(duì)于logos“說(shuō)明”的翻譯,是指無(wú)法用兩個(gè)整數(shù)的比來(lái)說(shuō)明一個(gè)無(wú)理數(shù)。
無(wú)理數(shù)的定義:在數(shù)學(xué)中,無(wú)理數(shù)是所有不是有理數(shù)字的實(shí)數(shù),后者是由整數(shù)的比率(或分?jǐn)?shù))構(gòu)成的數(shù)字。當(dāng)兩個(gè)線段的長(zhǎng)度比是無(wú)理數(shù)時(shí),線段也被描述為不可比較的,這意味著它們不能“測(cè)量”,即沒(méi)有長(zhǎng)度(“度量”)。
無(wú)理數(shù)是在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)不能表示成兩個(gè)整數(shù)之比的數(shù)。簡(jiǎn)單的說(shuō),無(wú)理數(shù)就是10進(jìn)制下的無(wú)限不循環(huán)小數(shù),如π、√2等。
無(wú)理數(shù)的來(lái)歷
公元前500年,古希臘畢達(dá)哥拉斯(Pythagoras)學(xué)派的弟子希伯修斯(Hippausus)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的事實(shí),一個(gè)正方形的對(duì)角線與其一邊的長(zhǎng)度是不可公度的(若正方形邊長(zhǎng)是1。則對(duì)角線的長(zhǎng)不是一個(gè)有理數(shù)),這一不可公度性與畢氏學(xué)派“萬(wàn)物皆為數(shù)”(只有理數(shù))的哲理大相徑庭。這一發(fā)現(xiàn)使該學(xué)派領(lǐng)導(dǎo)人惶恐、惱怒,認(rèn)為這將動(dòng)搖他們?cè)趯W(xué)術(shù)界的統(tǒng)治地位。希伯修斯因此被囚禁,受到百般折磨,最后竟遭到沉舟身亡的懲處。
畢氏弟子的發(fā)現(xiàn),第一次向人們揭示了有理數(shù)的缺陷,證明它不能同連續(xù)的無(wú)限直線同等看待,有理數(shù)沒(méi)有布滿數(shù)軸上的點(diǎn),在數(shù)軸上存在著不能用有理數(shù)表示的“空隙”。而這種“空隙”經(jīng)后人證明簡(jiǎn)直多得“不可勝數(shù)”。于是,古希臘人把有理數(shù)視為連續(xù)銜接的那種“算術(shù)連續(xù)統(tǒng)”的設(shè)想徹底的破滅了。不可公度的發(fā)現(xiàn)連同著名的芝諾悖論一同被稱(chēng)為數(shù)學(xué)史上的第一次危機(jī)對(duì)以后兩千多年數(shù)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,促使人們從依靠直覺(jué)、經(jīng)驗(yàn)而轉(zhuǎn)向依靠證明,推動(dòng)了公理幾何學(xué)與邏輯學(xué)的發(fā)展,并且孕育了微積分的思想萌芽。
不可通約的本質(zhì)是什么?長(zhǎng)期以來(lái)眾說(shuō)紛紜,得不到正確的解釋?zhuān)瑑蓚€(gè)不可通約的比值也一直被認(rèn)為是不可理喻的數(shù)。15世紀(jì)意大利著名畫(huà)家達(dá)·芬奇稱(chēng)之為“無(wú)理的數(shù)”,17世紀(jì)德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒稱(chēng)之為“不可名狀”的數(shù)。
然而,真理畢竟是淹沒(méi)不了的。畢氏學(xué)派抹殺真理才是“無(wú)理”。人們?yōu)榱思o(jì)念希伯修斯這位為真理而獻(xiàn)身的可敬的學(xué)者,就把不可通約的量取名為“無(wú)理數(shù)”——這便是無(wú)理數(shù)的由來(lái)。
無(wú)理數(shù)和有理數(shù)有哪些區(qū)別
1.性質(zhì)不同
有理數(shù)是“數(shù)與代數(shù)”領(lǐng)域中的重要內(nèi)容之一,在現(xiàn)實(shí)生活中有廣泛的應(yīng)用,是繼續(xù)學(xué)習(xí)實(shí)數(shù)、代數(shù)式、方程、不等式、直角坐標(biāo)系、函數(shù)、統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)內(nèi)容以及相關(guān)學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ)。無(wú)理數(shù),也稱(chēng)為無(wú)限不循環(huán)小數(shù),不能寫(xiě)作兩整數(shù)之比。若將它寫(xiě)成小數(shù)形式,小數(shù)點(diǎn)之后的數(shù)字有無(wú)限多個(gè),并且不會(huì)循環(huán)。
2.范圍不同
有理數(shù)集是整數(shù)集的擴(kuò)張。在有理數(shù)集內(nèi),加法、減法、乘法、除法(除數(shù)不為零)4種運(yùn)算通行無(wú)阻。無(wú)理數(shù)是指實(shí)數(shù)范圍內(nèi)不能表示成兩個(gè)整數(shù)之比的數(shù)。簡(jiǎn)單的說(shuō),無(wú)理數(shù)就是10進(jìn)制下的無(wú)限不循環(huán)小數(shù)。
3.結(jié)構(gòu)不同
有理數(shù)為整數(shù)(正整數(shù)、0、負(fù)整數(shù))和分?jǐn)?shù)的統(tǒng)稱(chēng)。無(wú)理數(shù)是所有不是有理數(shù)字的實(shí)數(shù),后者是由整數(shù)的比率(或分?jǐn)?shù))構(gòu)成的數(shù)字。