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
留意指数是 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 = 24,90 = 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:
还是有个奇指数(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 的平方根是无理数
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 的平方根是有理数
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!