證明是無理數,如何證明 是無理數?

2021-05-05 17:17:24 字數 3071 閱讀 6970

1樓:

假設pi=a/b,我們定義(對某個n):

f(x) = (x^n) * (a-bx)^n / n!

f(x) = f(x) + ... + (-1)^j * f^(2j)(x) + ... + (-1)^n * f^(2n)(x)

這裡f^(2j)是f的2j次導數.

於是f和f有如下性質(都很容易驗證):

(1)f(x)是一個整係數多項式除以n!。

(2)f(x) = f(pi - x)

(3)f在(0,pi)區間上嚴格遞增,並且x趨於0時f(x)趨於0,

x趨於pi時f(x)趨於pi^n * a^n / n!

(4)對於0 <= j < n, f的j次導數在0和pi處的值是0。

(5)對於j >= n, f的j次導數在0和pi處是整數(由1)可知)。

(6)f(0)和f(pi)是整數(由4),5)可知)。

(7)f + f'' = f

(8)(f'·sin - f·cos)' = f·sin (由7)可知)。

這樣,對f·sin從0到pi進行定積分,就是

(f'(pi)sin(pi)-f(pi)cos(pi)) - (f'(0)sin(0)-f(0)cos(0))

=f(pi)+f(0)

由(6)可知這是個整數。

問題在於如果把n取得很大,由3)可知f·sin從0到pi進行定積分必須嚴格大於0嚴格小於1。矛盾,證畢。

2樓:

利用反證法,假設π是有理數,設π=a/b,a,b為互質正整數,定義f(x)=x^n*(a–bx)^n/n!

=\sum_^n (-1)^i*a^(n-i)*b^i*x^(n+i)/ n!.

f(0)=0;當02n時顯然有f(r)(0)=0, 當

3樓:o5議會某人員

分子和分母不是無理數這個分數就一定是有理數。然而周長/直徑等於兀,但周長和直徑都是有理數

4樓:欒聰丘夜梅

假設∏是有理數,則∏=a/b,(a,b為自然數)

令f(x)=(x^n)[(a-bx)^n]/(n!)

若0

0

0

以上兩式相乘得:

0

當n充分大時,,在[0,∏]區間上的積分有

0<∫f(x)sinxdx

<[∏^(n+1)](a^n)/(n!)<1

…………(1)

又令:f(x)=f(x)-f"(x)+[f(x)]^(4)-…+[(-1)^n][f(x)]^(2n),(表示偶數階導數)

由於n!f(x)是x的整係數多項式,且各項的次數都不小於n,故f(x)及其各階導數在x=0點處的值也都是整數,因此,f(x)和f(∏)也都是整數。

又因為d[f'(x)sinx-f(x)conx]/dx

=f"(x)sinx+f'(x)cosx-f'(x)cosx+f(x)sinx

=f"(x)sinx+f(x)sinx

=f(x)sinx

所以有:

∫f(x)sinxdx=[f'(x)sinx-f(x)cosx],(此處上限為∏,下限為0)

=f(∏)+f(0)

上式表示∫f(x)sinxdx在[0,∏]區間上的積分為整數,這與(1)式矛盾。所以∏不是有理數,又它是實數,故∏是無理數。

5樓:電燈劍客

3樓貼的證法已經是很簡潔的經典證法了。

首先需要肯定的是,π的定義依賴於極限,所以基本上不可能在初等數學範疇裡完成。

還有一種比較常規的方法就是利用連分數,其思想很簡單,因為有理數的連分數表示是有限的,只要找到π的連分數表示就行了。這種做法還可以適用於很多無理數的證明,當然你首先需要掌握如何把taylor級數轉化成連分數形式。學習這種方法還不如把3樓提供的方法看懂。

如何證明π是無理數?

6樓:demon陌

把tan(m/n)寫成一個繁分

數的形式,如果m/n是有理數,這個繁分數的項數就是無窮的,但是根據繁分數的性質,項數是無窮的繁分數表示的的是一個無理數。

由於這個命題是真(繁分數的性質),這句話的逆反命題,也就是對於項數有限的繁分數,m/n是無理數也是真。tan(pi/4)=1,1是有限項的繁分數,所以pi/4是無理數。

把圓周率的數值算得這麼精確,實際意義並不大。如果以39位精度的圓周率值,來計算可觀測宇宙的大小,誤差還不到一個原子的體積。

7樓:萊特資訊科技****

這個問題最早是由德國數學家lambert在17世紀證明出來的.他的證明是把tan(m/n)寫成一個繁分數的形式,如果m/n是有理數,這個繁分數的項數就是無窮的,但是根據繁分數的性質,項數是無窮的繁分數表示的的是一個無理數.由於這個命題是真(繁分數的性質),這句話的逆反命題,也就是對於項數有限的繁分數,m/n是無理數也是真.

tan(pi/4)=1,1是有限項的繁分數,所以pi/4是無理數.

現在還有好多別的證明方法.比方說可以用證明自然對數底e是無理數的反正法來證.大體來說就是建立一個大於0的數的數列,然後如果假設pi是有理數,這個數列會同時是一個大於0(不是大於等於),並且向0無限接近的數列,然後得出pi只能是無理數

怎麼證明π^π是無理數?

8樓:

e和π的大多數和、積、冪等等,例如π^π,π+e,π-e,πe,e^e,e^π尚未知是有理數還是無理數或者是超越數。參考http://mathworld.

9樓:匿名使用者

π本身就是一個無理數。無理數的任何次方(除0以外),仍然是一個無理數,所以π的π次方是無理數

10樓:匿名使用者

無理數的定義是既無限,又不迴圈的小數。π本身就是無理數,(無論用什麼數字都無法表示它的「精確值」)所以π的π次方還是無理數。

如何證明10為無理數如何證明是無理數?

有理數可以寫成兩個互質整數的比值 即最簡分數 設 10 p q,p,q互質 有10 p q p 10q 10是偶數,一個數乘以偶數還是偶數,p 是偶數,即p是偶數 設p 2k,k是正整數,那麼有10q 2k 4k 5q 2k 2k 是偶數,5q 是偶數,即q是偶數 那麼pq都是偶數,有公因數2,這和...

證明3 2是無理數,證明 3 2 是一個無理數

證明 假設 3 2是一個有理數p,那麼 3 2 p.兩邊平方得到 5 2 6 p 2.即 6 p 2 5 2 由於p是有理數,所以 6是有理數.但這是不可能的,再次使用反證法,假設 6是有理數p q,其中p,q互質且p,q都是正整數 那麼 p q 6.平方得到 p 2 6q 2.由於6是2的倍數,所...

什麼叫做無理數,什麼是無理數

有理數 有理數的定義是 只要能以分數形式表現出來的數,就是有理數 當然必須限定是分母 分子都是整數,且分母不得為0 所以整數 有限小數 迴圈小數 及分數都是有理數。簡單的說,就是 可以用分數表示的數。無理數 無理數的定義剛好和有理數相反。無理數就是無法以單純分數形式表示的數,例如無法開出的根號數 根...