無理數的祕密

在整個小學階段,我們學習了非常多的數系,比如說什麼分數啊,小數啊,自然數,到了初中呢,我們又發現了負數,那麼到了現在,我們學習了這麼多的數系,那麼我們可以怎樣把這些數細分類呢?第一個分法就是將整數和分數分在一起,首先,整數它包含着什麼?那就是自然數和負整數了,爲什麼我不說是正整數呢?因爲正整數的話,它其實是不包括零的,但是自然數她繼把零包括了,也把正整數包括在內,那麼你可能會問爲什麼另類,他卻是分數呢?小叔去哪了呢?其實也就是因爲小樹,他有一個非常特殊的一類小樹,小數,它可以分爲有限小數以及無限小數,而無限小數又可以分爲無限循環小數以及無限不循環小數,而那最特殊的一類就是無限不循環小數了,因爲分數可以表示除無限不循環小數之外的所有小數,所以分數和整數也就共同構成了有理數,其實有理數還有很多的分法以及概念,比如可以用比來表示的數,也可以稱之爲有理數,另一種就是可以將有理數分爲正有理數,負有理數,但是不要忘了還有零,而正有理數,他就包含着正整數以及正分數,負有理數包含的,也就是負整數以及負分數。那麼,無限不循環,小數也就自成一類,他也就是我們經常所提到的無理數,有理數和無理數是在同一個分支的,在這兩者之上的,那就是實數了,與實數同類的,那就是虛數,在往上那就是複數,而這也就是我們以後高中甚至大學去研究的。

在小學階段,我們認識的無理數大概只有兀這一種,但是無理數,難道僅僅只有派這一種嗎?我認爲是不是的,並且到了現在,我們所學的勾股定理,也就印證了我這個猜想,因爲經過我們的證明,我們已經得出了直角三角形一個獨特的性質,那就是兩個直角邊的平方之和,等於第三條邊的平方用字母表示,也就是a^2+b^2等於c方,那麼現在我們來想象一下,當a和b都等於一的時候,所以我們也不知道,我們用勾股定理去求,C應該等於多少呢?按照常理,那就是一的平方,加上一的平方,也就是二,那麼,誰的平方就是二呢?我們起初有一個猜想,那就是1到2之間,之後我們就可以繼續往下去算,我們又精確到了1.4到1.5之間,之後慢慢的這樣算下去,發現並沒有一個盡頭,所以這也就是一個無限不循環小數,因爲它從來沒有出現一個循環節,而我們就把這個數字取名爲根號二,他也就屬於無理數,當然,這樣的例子還有很多,比如說根號三根號五,這些都同樣屬於無理數。

在我們小學階段,我們學習過用數軸來表示一些數字,那麼現在我們既然已經知道了無理數,那麼無理數,他是否可以在數軸上面表示呢?數軸他其實有兩個性質,一個是他的序數性質,另一個就是他的基數性質,術語點都是一一對應的,他們我們該怎樣去在數軸上找到這一個點呢?就拿根號二來舉例子吧。)

大家可以看到我在上面這幅圖當中已經畫出來了一個數軸,但是這個數軸上面有一個非常獨特的東西,那就是我還畫了一個三角形,這個三角形,它是一個直角三角形,並且它的兩條直角邊都是一,那麼,根據我們剛纔所說的,那麼它的斜邊是不是也就是根號二呢?沒錯,就是這樣,然後我們就可以利用圓規,以那個三角形除直角的頂點的那個點之外,剩下那兩個點之間的距離爲半徑,以原點零爲圓心,然後畫弧,最終我們也就可以得到那條湖,在這個數軸上的焦點,而那個焦點到零的距離,其實也就是根號二的距離,有沒有感到非常的神奇呢,沒錯,我們就通過這樣的方式,很巧妙的就找到了根號二的那個點。

對於根號二,我們其實也可以有一個地方可以研究,那就是根號二,他到底是不是無理數呢?也就是我們需要去掙根號二,他並不是一個分數,那麼具體的過程如下圖。

首先,第一步,我們要假設根號二他是一個分數,那麼分數的話,他就可以用a/b這樣的形式來表示,並且a和b都互質,這是我們對一個分數的定義,那麼,我們把a和b都分別的平方,B方分之a方,也就等於二,所以a方也就等於2b方,所以我們也就可以知道了a方,他其實是一個偶數,爲什麼呢?因爲它有因數二呀,在等式的右邊是2b芳,所以a方她一定是一個偶數,那麼如果a是偶數的話,我們可不可以把他用另一種形式來表示呢?也就是二恩,所以a方也就等於4n方,2b方也等於4n方,所以我們也就可以得到b^2=2 n方,因此,研究可以證明,畢方他其實也是一個偶數,因爲他也有因數二,那麼b她一定也就是一個偶數,所以a和b他都有公因數二呀,所以他肯定不互質,所以a/b他並不是一個分數,其實也就證明了根號二他不是一個分數,所以根號二,它是一個無理數。

其實,針對於無理數,我們還可以研究很多的東西,比如說無理數之間的運算,比如根號二加根號二等於多少根號二乘以根號二等於多少,這都是一些非常有意思的話題,而這就留給我們以後去探索吧。

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