单词 | 为什么无理数比有理数多得多 |
释义 | 为什么无理数比有理数多得多 德国数学家康托尔 有理数和无理数共同组成了实数。康托尔在发现有理数可以和作为它一部分的正整数一样多之后,很自然就想到了一个问题:实数是否可以和作为它一部分的有理数一样多?经过深入研究,康托尔得出了否定的结论。 为了说明康托尔的结论,我们先来注意一个事实。如图,从点A发出的射线,使得半圆周上的点与实数轴上的点作成一一对应,而垂线又使得(0,1)区间上的点与半圆周上的点作成一一对应,于是可以断言(0,1)区间上的实数与全体实数一样多。 实数轴与(0,1)区间之间的一一对应 现在,康托尔只需证明,(0,1)区间上的实数不能像有理数那样排成一个无穷序列就行了。对此他用反证法给出了一个非常巧妙的证明: 假设(0,1)区间上的实数可以排成一列,设为x1,x2,x3,…。我们知道(0,1)区间上每一个实数都可以唯一地表示为无限小数,可以将每个xi表示为xi=0.ai1ai2ai3…(i=1,2,…)。现在构造一个新数x=0.b1b2b3…,使得b1≠a11,b2≠a22,b3≠a33,…,以此类推。这样构造出的数x当然是(0,1)区间中的一个实数,但它不可能是上面的数列x1,x2,x3,…中的任何一个数。 这表明无论将(0,1)区间中的实数如何排列,总有至少一个数不能排到这个序列中去。因此,虽然(0,1)区间上的实数和有理数都有无穷多,但它那种无穷(也就是全体实数那种无穷),要比全体有理数那种无穷(也就是全体自然数那种无穷)还大。由于实数去掉有理数剩下的就是无理数,显然无理数全体也是不能排成一个序列的(因为两个序列总是可以合成一个序列),这表明无理数比有理数还要多。(李文林 程钊) 【科学人】希尔伯特 德国数学家希尔伯特 希尔伯特(1862—1943),德国大数学家。1880年,希尔伯特在哥尼斯堡大学获博士学位。1888年,希尔伯特因解决不变量理论中著名的“戈尔丹问题”,首次在数学界引起轰动。1895年,希尔伯特来到格丁根大学任教,从此在那里与克莱因建立起世界数学界的“麦加”。 希尔伯特早年在代数和数论上做出了卓越成就,1909年首先解决了华林猜想。在1900年夏巴黎举行的第二届国际数学家大会上,希尔伯特做了著名的世纪演讲,共提出了23个重大问题,著名的黎曼猜想和哥德巴赫猜想是其第8个问题的一部分。 1933年夏由于纳粹上台,由高斯开创的格丁根数学的伟大传统在维持了100多年后毁于一旦。第二次世界大战期间,希尔伯特与世长辞。希尔伯特在代数、数论、几何学、数学物理、积分方程、集合论、数学基础、广义相对论中的贡献都十分突出。人们评论说,他是数学世界的“亚历山大”,在数学的广大版图上留下了自己显赫的名字。 【微问题】你知道怎么比较两个无穷集合的大小了吗? 【关键词】希尔伯特旅馆 无穷集合 |
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