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无理数的概念 无理数的三大特征

作者:李楠东
2022年08月19日 10:38
知识问答

首先强调一点,π确实无理数,这点毋容置疑。有些人总是会下意识地强迫自己想象π在写到很多很多位数之后开始重复,这是不可能的。π是无理数在数学界早就得到了证明,而且证明方法不止一种,有兴趣的可以网上查找,证明方法并不难理解。

再者,π是无理数,但圆的周长不一定是无理数,也可能是有理数,当然也可能是整数。

比如说,一个圆的直径是10/π,那么这个圆的周长就是10,不就是整数吗?

但是有些人一旦看到π,就会感觉浑身不舒服:一个圆的直径怎么可能是10/π呢?10/π可是无理数啊!

圆的直径为什么不能是无理数呢?没有哪条定律规定圆的直径不能是无理数。

不少人总是“歧视”无理数,甚至会有这样的错觉:无理数是一个不确定的数,因为无理数永远写不完,没有尽头。

谁说无理数写不完?一下就能写完!

肯定有人反驳:你给我把π写出来试试!

那看好了,我现在就写:π

写完了!你没看错,就是写完了!

肯定有人还会反驳:你这是“作弊”,谁让你直接写π的,我说的是用小数(或者分数)写出来?

但问题来了:为什么非要用小数写出来呢?为什么非要用小数写出来才算写完呢?

π就是π,就如同“1就是1”一样。从数学上来分析,π和1是平等的,只是一个是无理数,一个是有理数,仅此而已。

π是如此确定的一个数,就如同1也是如此确定的一个数。

明白了这点,关于圆的周长和直径到底是有理数还是无理数,就很好理解了!

再举个通俗的例子。

随便在纸上画一条线段,这条线段当然是有长度的,而且长度是固定的,这点没有疑问吧?

但是这个固定的长度并不一定是有理数,也可能是无理数,而且是无理数的可能性更大,因为无理数远比有理数多得多。尽管有理数和无理数都有无限多个,但无限也有大小之分,无理数的无限就远大于有理数的无限!

不要说所有有理数了,就是1和2之间的无理数就比所有有理数都要多!

但是你永远无法测量出纸张上线段的长度,因为一旦实施了测量,就脱离了数学的抽象范畴,进而上升到了物理和现实,而现实总是有限的,具体的。具体有限的东西无法直接度量抽象的东西。

数学是一种抽象的概念,而我们的现实是具体的,数学只是我们认知现实的工具,数学并不等同于现实。

再举个极端的例子,任何线段你都不可能准确度量它的长度,也就是说,你永远画不出一条长度为1(或者其他任意数)厘米的线段!这就是数学与现实的差距。

有理数和无理数构成了实数,数轴上的每个点都对应一个实数。假设你可以拿着一把刀对着数轴一顿砍,砍到的点是无理数的可能性更大,因为无理数比有理数多得多!

在数轴上画出π很简单,一个简单的方法:

1、画出一个数轴;

2、画一个直径为1圆,从原点o开始,沿着x轴转一圈,重合点就是π。

3、其原理为周长除以直径等于π。

当然,以上只是理论上的数学分析。你非要用尺子测量到底是不是π,那是不可能的,你也测量不出来。正如刚才所说,一旦实施了测量,数学概念就上升到了现实中的物理行为!

最后强调一点,不要带着“有色眼镜”看无理数,无理数和有理数是平等的,有理数能做的事,无理数同样能做!

一条数轴上的点不应该被区别对待,这没有道理!

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