是否无理?

我们来看一个平方根是不是无理的!

有理数

"有理数"可以写成 "比例" 或分数。

例子:1.5 是有理数,因为它可以写成 3/2 这个分数

例子:7 是有理数,因为它可以写成 7/1

例子:0.317 是个有理数,因为他可以写成 317/1000 这个比例

但是,有些数不能写成比例!

这些数叫无理数(意思是"不是有理",而不是"蛮不讲理!")

2 的平方根

2 的平方根是个无理数。我是怎样知道的?听我慢慢解释……

 

有理数的平方

我们先看有理数的平方

如果有理数是 a/b,平方就是 a2/b2

例子:(3/4)2 = 32/42

留意指数2,是个偶数

但我们还需要把数分解成质因数(任何正整数是质数的乘积):

例如,(3/4)2 = ( 3/(2×2) )2 = 32/24

留意指数还是偶数。3 的指数是 2(32),2 的指数是 4(24)。

有时需要约简分数:

例子:(16/90)2

首先:16 = 2×2×2×2 = 2490 = 2×3×3×5 = 2×32×5

 

因此:(16/90)2   = [ (24)/(2×32×5) ]2
    = [ 23/(32×5) ]2
    = 26/(34×52)

 

很明显,每个指数都是偶数

所以有理数的平方是质数的积,而这些质数的指数都是偶数。

有理数平方的质因数的指数是偶数

 

重新再看 2

再看看 2 这个数:它可以是有理数的平方吗?

写成分数,2 是 2/1

就是 21/11,指数是奇数

我们可以把 1 写成 12(指数是偶数):

2 = 21/12

也可以再简化为 21,但无论如何:

 

还是有个指数(在这里是 1

 

我们甚至可以尝试 2 = 4/2 = 22/21,但这仍然有个奇指数

所以 2 不是有理数的平方!

就是说,2 的平方根不是个有理数。

换句话说,2 的平方根是个无理数。.

 

再尝试一些数

3 呢?3 是 3/1 = 31

但是,3 的指数是 1,所以 3 也不是有理数的平方。

3 的平方根是无理

4 呢?4 是 4/1 = 22

对了!指数是偶数!所以 4 是有理数的平方。

4 的平方根是有理

这个概念也可以伸延到立方根或以上。

结论

想知道一个数的平方根是不是无理数,看它的质因数的指数是不是偶数

这也代表:一定会有无理数(例如二的平方根),毫无疑问!