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如何證明根號 2 的存在?

根 2 這個數值誰都沒有見過,也估算不出來,沒有人見過面積為 2 的已知單位的正方形,是否有人質疑過它根本不能在自然中出現呢?或許它根本就不存在!


來自卓里奇《數學分析》。這個證明用到了實數的完備性。你可以試著證明一下根號3存在,或2的立方根存在,練習一下數學分析的手感。


對任意正實數,其n次根都存在,所以也包括你的根號2. 下面是我的證明,需要你有一丁點數分基礎:


http://www.public.iastate.edu/~roettger/201/sqrt2.pdf



數學上數的概念和「存在」是一個比較微妙的問題,什麼叫做真正存在?數並不想現實中的物體那樣「存在」。


當我們說一個數存在的時候,我們是什麼意思呢?

當我們說一個蘋果存在,這很好理解。蘋果就是存在於現實世界之中嘛。

一個數存在,那存在於哪裡嗎?是紙上嗎?電腦裡面嗎?人腦裡面嗎?

都不是。

讓我們仔細想想,有沒有不存在的數?

有的,2和3之間的自然數就是不存在的。

為什麼2和3之間的自然數不存在?因為,根據自然數的定義,根據「之間」的含義,沒有一個自然數能即大於2又小於3。

好了,我們現在明白了什麼數是不存在的。那就是違反定義的數,都是不存在的。

那數的定義究竟是什麼呢?

最早,我們不知道無理數的存在。我們以為數全都是整數,所有的數都可以用整數的比來表示。但我們發現一個很奇怪的事,那就是邊長為1的正方形,其對角線無法用兩個整數的比來表示,這引發了第一次數學危機。起初大家不承認無理數,傳說,第一個發現根號2的人,被扔到了海里。

但後來,數的概念大大擴展了,從我們接受了無理數,看名字就知道,大家覺得這種數的存在很沒有道理。但我們依然接受了,因為我們有了實數這個概念。

實數相當於一條數軸,數軸上的每一個點,都是一個實數。我們可以藉助圓規和尺子,來標記出根號2這樣的無理數的位置。

再後來,我們還有了複數的概念。連正無窮和負無窮都可以被看作是數。

凡是與定義相矛盾的數,都是不存在的,甚至不可稱其為數。凡是沒有與定義相矛盾的數,都是存在的。根號2也是如此。

數並不需要在自然界中存在,因為沒有數在自然界存在。而表達數的方式有很多種,有的數以分數的形式出現,有的數以小數的形式出現,有的數還帶有運算符號,有的數因其特殊地位使用專有符號來標記。當一個數能夠稱其為數時,它便是存在的。


既然1存在,那邊長為1的正方形對角線讓你吃了啊?


你是在懷疑開方這個符號的有效性嗎?這個問題我也想過,直到我明白了根號2怎麼算,才打消了這個念頭。如果一個數學符號有固定的寫法、準確的定義,而且還有明確演算法,那他就是有效的啊。開方、求余、取整、求max求min,不管步驟簡單還是繁複,但是普通人都能學得會,甚至計算機都學得會,那麼這個數學符號就是有效的。

就像你說的反正又算不出來準確值,計算機內存裡面就沒有根號2。但是,有他的近似值,而且要多近似有多近似。因為我們有相關演算法,可以求出一個數列,而這個數列的極限就是根號2……所以開方符號是有效的,不用擔心。

你要教我一個數學符號,不告訴我怎麼算,我總覺得怪怪的,處女座啊!題主可能就是這種想法吧。

不過呢,樓上的各位也都說了,自然界里是有根號2的,只是計算機內存里沒有罷了。


希望添加話題中包含數學的問題的時候自動彈出積分題

算不對不允許提問


哈哈哈,讓我笑完再回答。目前排名第一的回答根本不能解決題主的疑問啊。

根2這個數值誰都沒有見過,也估算不出來,沒有人見過面積為2的已知單位的正方形,是否有人質疑過它根本不能在自然中出現呢?或許它根本就不存在!

原文抄錄。

1這個數值誰都沒有見過,也估算不出來,沒有人見過面積為1的已知單位的正方形,是否有人質疑過它根本不能在自然中出現呢?或許它根本就不存在!

做一個很簡單的事情,把題主的「根2」換成「1

那我現在請題主回答這個問題,我也沒見過1啊,1在自然中出現過嗎?或許1根本不存在啊!!!

如果題主能回答1為什麼存在,我就能回答根2為什麼存在。


@畢達哥拉斯


你應該這樣問,世界上能畫出面積為2的正方形嗎


添個亂。看到這個想到一個女同事跟我們講她以前上學的外號是根號二。我們一屋子人問為啥?一個同事講是身高1.732啊!突然覺得愧對自己之前的數學老師,學的全還回去了。。。你還能記得嗎?


這是人創造出來的符號…… 表示一個無法在現實生活中單獨構造的實體。也只能從有理數構造無理數。我們沒有一個現成的無理數。

證明的話隨便找本數學分析教程都應該有的哇


根號2的定義就是面積為2的正方形的邊長啊,只是給它取了個名字叫做根號2,面積為2的正方形存在的話根號2就存在。


如果你規定了1,那麼你在自然界中是找不到根號2的,即使是對角線,當你測出來的的時候也是某種程度上的一種近似。

況且,當你測量的尺度小到原子、原子核、甚至更低時,你會發現,要麼比根號2大,要麼比根號2小,就是不能相等。

當然,這對我們的日常生活沒有任何影響。

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另外,起先物理學在在測光速的時候,總是帶有小數。後來乾脆規定光速是一個整數,然後反過來指導「米」的長度。

當然,這對我們的日常生活也沒有任何影響,尺子的長短也和原來是一樣的。


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