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[这个贴子最后由jzkyllcjl在 2012/02/19 09:12pm 第 3 次编辑]
如何理解无理数
0前言
无理数是什么呢?例如对√2,现行教科书中只讲到:它是无尽不循环小数1.414……,即成立等式√2=1.414…,但对符号1.414……如何理解呢?它代表的数是多大呢?有人说:√2≈1.414,但这只是一个近似说法,我们还应当知道√2的准确值到底是什么;此外,我们还需要知道:1.414为什么是近似值,这个近似值的误差界是多少。
本文根据《全能近似分析数学理论基础及其应用》或《无穷的概念与实数理论问题》(http://www.mathchina.com/cgi-bin/topic.cgi?forum=5&topic=13733&show=0)中对实数理论的论述,对这些问题进行研究。
1实数理论的一种论述
在《全能近似分析数学理论基础及其应用》的第一章中,作者对实数理论进行了改革。这个改革中说:“公理5.1(无尽小数实用意义的公理) 无尽小数0.a1a2a3,……实用意义都应当是无穷数列0.a1,0.a1a2,0.a1a2a3,……的简写。” 而且称无穷数列0.a1,0.a1a2,0.a1a2a3,……是其极限(理想实数)的全能近似实数;这个数列中的每一个数都是其极限(理想实数)的近似值(或称近似实数),其中0.a1a2a3……an的误差界是1/10^n。由此可知:随着数列中项数的无限增加,误差界无限减小而趋向于0。
2方根数的问题
例如√2,代表的是2的平方根。但对2进行开方运算时,遇到了永远开不尽的问题,在十进位小数中永远找不到2的平方根。为解决这个问题,就需要使用近似方法,首先在准确至一位小数的情况下,可知:√2的值在1.4与1.5之间,即1.4是√2的准确至一位小数的不足近似值。在准确至两位小数的情况下,可知:√2的值在1.41与1.42之间,即1.41是√2的准确至两位小数的不足近似值;在准确至三位小数的情况下,可知:√2的值在1.414与1.415之间,即1.414是√2的准确至三位小数的不足近似值,……如此下去,可以得出一个无穷数列1.4, 1.41, 1.414,……,数列中的每一个数都是√2的不足近似值;越往后边的数近似程度越高(即误差界越小);而且随着数列项数的无限增大,误差界趋向于0。所以应当把√2理解为是无穷数列1.4, 1.41, 1.414,……的极限。这个理解比等式√2=1.414…的意义明确,所以√2应当被理解为一个无穷递增数列1.4, 1.41, 1.414,……的极限。
2的三分之一次方根,十分之一次方根等所有方根数也应如此理解。这里不再一一详述。
3其它无理数
按照第一节的论述,与方根数类似你,圆周率π就应当是无穷数列3,3.1,3.14,3.141,3.1415,3.14159.……的极限。这样的理解,就可以消除Brouwer提出的实数的三分律反例。自然对数的底e是无穷数列2.7,2.71,2.718,……的极限。其它无理数也是如此.
4无理数应用中的问题
2^√2是什么呢?它代表的数是多大呢?按照第一节的论述就应当把它看作是无穷数列2^1.4,2^1.41,2^1.414,……的极限。
e^√2是什么呢?它代表的数是多大呢?按照第一节的论述就应当把它看作是无穷数列e^1.4,e^1.41,e^1.414,……的极限。其中e^1.4又是无穷数列(2.7)^1.4,(2.71)^1.4,(2.718)^1.4,……的极限。
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