无理数的历史

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-27
无理数的小故事!!!!

希伯索斯的发现,第一次向人们揭示了有理数系的缺陷,证明了它不能同连续的无限直线等同看待,有理数并没有布满数轴上的点,在数轴上存在着不能用有理数表示的“孔隙”。而这种“孔隙”经后人证明简直多得“不可胜数”。
于是,古希腊人把有理数视为连续衔接的那种算术连续统的设想彻底地破灭了。不可公度量的发现连同芝诺悖论一同被称为数学史上的第一次数学危机,对以后2000多年数学的发展产生了深远的影响,促使人们从依靠直觉、经验而转向依靠证明,推动了公理几何学和逻辑学的发展,并且孕育了微积分思想萌芽。
不可约的本质是什么?长期以来众说纷纭,得不到正确的解释,两个不可通约的比值也一直认为是不可理喻的数。15世纪意大利著名画家达.芬奇称之为“无理的数”,17世纪德国天文学家开普勒称之为“不可名状”的数。
然而真理毕竟是淹没不了的,毕氏学派抹杀真理才是“无理”。人们为了纪念希伯索斯这位为真理而献身的可敬学者,就把不可通约的量取名“无理数”——这就是无理数的由来。

扩展资料常见的无理数有:圆周长与其直径的比值,欧拉数e,黄金比例φ等等。
可以看出,无理数在位置数字系统中表示(例如,以十进制数字或任何其他自然基础表示)不会终止,也不会重复,即不包含数字的子序列。
例如,数字π的十进制表示从3.14159265358979开始,但没有有限数字的数字可以精确地表示π,也不重复。必须终止或重复的有理数字的十进制扩展的证据不同于终止或重复的十进制扩展必须是有理数的证据,尽管基本而不冗长,但两种证明都需要一些工作。数学家通常不会把“终止或重复”作为有理数概念的定义。

毕达哥拉斯大约生于公元前580年至公元前500年,从小就很聪明,一次他背着柴禾从街上走过,一位长者见他捆柴的方法与别人不同,便说:“这孩子有数学奇才,将来会成为一个大学者。”他闻听此言,便摔掉柴禾南渡地中海到泰勒斯门下去求学。毕达哥拉斯本来就极聪明,经泰勒一指点,许多数学难题在他的手下便迎刃而解。其中,他证明了三角形的内角和等于180度;能算出你若要用瓷砖铺地,则只有用正三角、正四角、正六角三种正多角砖才能刚好将地铺满,还证明了世界上只有五种正多面体,即:正4、6、8、12、20面体。他还发现了奇数、偶数、三角数、四角数、完全数、友数,直到毕达哥拉斯数。然而他最伟大的成就是发现了后来以他的名字命名的毕达哥拉斯定理(勾股弦定理),即:直角三角形两直角边为边长的正方形的面积之和等于以斜边为边长的正方形的面积。据说,这是当时毕达哥拉斯在寺庙里见工匠们用方砖铺地,经常要计算面积,于是便发明了此法。

毕达哥拉斯将数学知识运用得纯熟之后,觉得不能只满足于用来算题解题,于是他试着从数学领域扩大到哲学,用数的观点去解释一下世界。经过一番刻苦实践,他提出“凡物皆数”的观点,数的元素就是万物的元素,世界是由数组成的,世界上的一切没有不可以用数来表示的,数本身就是世界的秩序。毕达哥拉斯还在自己的周围建立了一个青年兄弟会。在他死后大约500年间,他的门徒们把这种理论加以研究发展,形成了一个强大的毕达哥拉斯学派。

一天,学派的成员们刚开完一个学术讨论会,正坐着游船出来领略山水风光,以驱散一天的疲劳。这天,风和日丽,海风轻轻的吹,荡起层层波浪,大家心里很高兴。一个满脸胡子的学者看着辽阔的海面兴奋地说:“毕达哥拉斯先生的理论一点都不错。你们看这海浪一层一层,波峰浪谷,就好像奇数、偶数相间一样。世界就是数字的秩序。”“是的,是的。”这时一个正在摇桨的大个子插进来说:“就说这小船和大海吧。用小船去量海水,肯定能得出一个精确的数字。一切事物之间都是可以用数字互相表示的。”

“我看不一定。”这时船尾的一个学者突然提问了,他沉静地说:“要是量到最后,不是整数呢?”

“那就是小数。”“要是小数既除不尽,又不能循环呢?”

“不可能,世界上的一切东西,都可以相互用数字直接准确地表达出来。”

这时,那个学者以一种不想再争辩的口气冷静地说:“并不是世界上一切事物都可以用我们现在知道的数来互相表示,就以毕达哥拉斯先生研究最多的直角三角形来说吧,假如是等腰直角三角形,你就无法用一个直角边准确地量出斜边来。”

这个提问的学者叫希帕索斯,他在毕达哥拉斯学派中是一个聪明、好学、有独立思考能力的青年数学家。今天要不是因为争论,还不想发表自己这个新见解呢。那个摇桨的大个子一听这话就停下手来大叫着:“不可能,先生的理论置之四海皆准。”希帕索斯眨了眨聪明的大眼,伸出两手,用两个虎口比成一个等腰直角三角形说:

“如果直边是3,斜边是几?”

“4。”

“再准确些?”

“4.2。”

“再准确些?”

“4.24。”

“再准确些呢?”

大个子的脸涨得绯红,一时答不上来。希帕索斯说:“你就再往后数上10位、20位也不能算是最精确的。我演算了很多次,任何等腰直角三角形的一边与余边,都不能用一个精确的数字表示出来。”这话像一声晴天霹雳,全船立即响起一阵怒吼:“你敢违背毕达哥拉斯先生的理论,敢破坏我们学派的信条!敢不相信数字就是世界!”希帕索斯这时十分冷静,他说:“我这是个新的发现,就是毕达哥拉斯先生在世也会奖赏我的。你们可以随时去验证。”可是人们不听他的解释,愤怒地喊着:“叛逆!先生的不肖门徒。”“打死他!批死他!”大胡子冲上来,当胸给了他一拳。希帕索斯抗议着:“你们无视科学,你们竟这样无理!”“捍卫学派的信条永远有理。”这时大个子也冲了过来,猛地将他抱起:“我们给你一个最高的奖赏吧!”说着就把希帕索斯扔进了海里。蓝色的海水很快淹没了他的躯体,再也没有出来。这时,天空飘过几朵白云,海面掠过几只水鸟,一场风波过后,这地中海海滨又显得那样宁静了。

一位很有才华的数学家就这样被奴隶专制制度的学阀们毁灭了。但是这倒真使人们看清了希帕索斯的思想价值。这次事件后,毕达哥拉斯学派的成员们确实发现不但等腰直角三角形的直角边无法去量准斜边,而且圆的直径也无法去量尽圆周,那个数字是3.14159265358979……更是永远也无法精确。慢慢地,他们感觉后悔了,后悔杀死希帕索斯的无理行动。他们渐渐明白了,明白了直觉并不是绝对可靠的,有的东西必须靠科学的证明;他们明白了,过去他们所认识的数字“0”,自然数等有理数之外,还有一些无限的不能循环的小数,这确实是一种新发现的数——应该叫它“无理数”。这个名字反映了数学的本来面貌,但也真实的记录了毕达哥拉斯学派中学阀的蛮横无理。

由无理数引发的数学危机一直延续到19世纪。1872年,德国数学家载德金从连续性的要求出发,用有理数的“分割”来定义无理数,并把实数理论建立在严格的科学基础上,从而结束了无理数被认为“无理”的时代,也结束了持续2000多年的数学史上的第一次大危机。

  • 无理数包括哪些数
    答:常见的无理数有:圆周长与其直径的比值,欧拉数e,黄金比例φ等等。可以看出,无理数在位置数字系统中表示(例如,以十进制数字或任何其他自然基础表示)不会终止,也不会重复,即不包含数字的子序列。无理数的历史:毕达哥拉斯是古希腊的大数学家。他证明许多重要的定理,包括后来以他的名字命名的毕达...
  • 什么是无理数及其定义是什么
    答:无理数是指除有理数以外的实数,当中的“理”字来自于拉丁语的rationalis,意思是“理解”,实际是拉丁文对于logos“说明”的翻译,是指无法用两个整数的比来说明一个无理数。定义:在数学中,无理数是所有不是有理数字的实数,后者是由整数的比率(或分数)构成的数字。当两个线段的长度比是无理...
  • 无理数是怎样被证明的?
    答:从数学发展史看,人类对无理数的发蒙始于古希腊毕达哥拉斯(Pythagoras,公元前582-497)学派,但二千四百年后才产生包括无理数在内的实数严格定义;从当今教育的知识体系看,学生在初中阶段开始接触无理数,直到大学毕业却仍然不明白无理数的实质含义。历史与现实两者的契合正好说明无理数的两面特征,应用性使得它是常见...
  • 无理数诞生的必要性
    答:无理数诞生的必要性,是实数中不能精确地表示为两个整数之比的数,即无限不循环小数。 如圆周率,√2等 正是因为无理数,才将数和图形真正统一到一起,进而为后来的解析几何奠定了基础,而解析几何,是人们用数学来分析研究世界的基础,无理数的诞生,是人类历史上具有革命性的历史事件,这岂是一个...
  • 无理数的概念
    答:这与毕达哥拉斯学派的传统观点相悖,他们坚信所有的数都可以如此表示。然而,毕达哥拉斯本人并未能证明π等无理数的存在,这一发现最终导致了希伯斯的悲剧。他因将这一机密知识泄露给外界,触犯了学派的严格规定,被以“渎神”的罪名处死,这一事件在历史上留下了深刻的印记。
  • 对三类常见的无理数的每个各举三类
    答:2、与π有关的式子:2π、π/2、√5π、π+7等。3、无限不循环小数:0.101001000100001……、0.1082410001……、0.107856387510……等。无理数,也称为无限不循环小数,不能写作两整数之比。若将它写成小数形式,小数点之后的数字有无限多个,并且不会循环。常见的无理数有非完全平方数的平方根、...
  • 毕达哥拉斯无理数的故事
    答:结语 毕达哥拉斯无理数的故事,告诉我们数学研究中的重要性和发展历程。无理数的发现,也激发了人们追求数学不能被简单解释的奥秘的热情。回顾历史,我们可以看到,数学拥有着许多重要的发现和理论,它们都是数学家在不懈努力和探索中得到的。因此,我们应该把握好数学学习的机会,多去探索数学中的奥秘,...
  • 数学历史故事
    答:无理数的由来 公元前500年,古希腊毕达哥拉斯(Pythagoras)学派的弟子希勃索斯(Hippasus)发现了一个惊人的事实,一个正方形的对角线与 其一边的长度是不可公度的(若正方形边长是1,则对角线的长不是一个有理数)这一不可公度性与毕氏学派“万物皆为数”(指有理数)的哲理大相径庭。这一发 现使...
  • √2是有理数还是无理数
    答:无理数的本质特征在于它的小数形式无法被精确地表示为有限或循环的小数。例如,根号2的小数部分永远不会形成重复的模式,它包含无限多且无规律的数字。无理数包括非完全平方数的平方根,如根号2本身,以及著名的超越数π和e,这些数的特性使得它们无法简化为两个整数的比值。无理数的发现历史可以追溯到...
  • 为什么无理数的发现让人不相信直觉
    答:这个认识的基础是一种直觉上的想象,人们认为所有的实数都可以通过数轴上的点来表示,而无理数的发现挑战了这种想象,让人们不相信直觉了。因为无理数是一种不能用整数比值表示的实数,例如圆周率π和黄金比例φ都是无理数。无理数的发现是一个重要的数学历史事件,它挑战了人们对数学的基本认识和直觉...