假设根号2为有理数,那么存在两个互质的正整数p,q,使得:
根号2=p/q
于是
p=(根号2)q
两边平方得
p^2=2q^2(“^”是几次方的意思)
由2q^2是偶数,可得p^2是偶数。而只有偶数的平方才是偶数,所以p也是偶数。
因此可设p=2s,代入上式,得:
4s^2=2q^2,
即
q^2=2s^2.
所以q也是偶数。这样,p,q都是偶数,不互质,这与假设p,q互质矛盾。
这个矛盾说明,根号2不能写成分数的形式,即根号2不是有理数。
如果是有理数,刚可以表示为a/b(a,b均为整数且互质)
则a^2=2b^2
因为2b^2是偶数,所以a^2是偶数,所以a是偶数
设a=2c
则4c^2=2b^2
b^2=2c^2
所以b也是偶数
这和a,b互质矛盾。
所以,根号2是无理数。
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若根号2是有理数,
有理数即是分数,即它可以表示为不可约的(即互质的)两个整数之比,
设√2=m/n(m、n为不为零的整数,m、n互质)
所以
(m/n)^2=2
所以
m^2/n^2=2
所以
m^2=2*n^2
所以
m^2是偶数,设m=2k(k是整数)
所以
m^2=4k^2=2n^2
所以
n^2=2k^2
所以
n是偶数
因为
m、n互质
所以
矛盾
所以
根号2不是有理数,它是无理数
这是一道很经典的证明
假设根号2是有理数,可以写作分数p/q,其中p和q经过约分已经是互质数
那么(p/q)^2=2,p^2=2q^2,p^2是偶数,p也应该是偶数。
把p写作2r,那么(2r)^2=2q^2,q^2=2r^2,q^2是偶数,q也是偶数。
p和q都证明出来是偶数,和互质数的假设矛盾,所以根号2是无理数
要证一个数是有列数,常证它能表示成几个有理数的和差积商形式,要证它是无理数,就假设它是有理数,设法推出矛盾。
设根号2是有理数
根号2=m/n
mn为互质整数
则
2=m方/n方
m方=2m方
即m方是偶数,m为偶数
m为偶数,则m方为4的倍数
则n方为偶数,n为偶数
则mn不互质
与假设矛盾
所以:根号2是无理数