超越数
超越数
若一个数不是代数数,它便是超越数
代数数
什么是代数数?
所以超越数不是这样的数。但是,我们怎样可以找到超越数呢?刘维尔数
在公元 1844年,约瑟夫·刘维尔发现了这个数:
= 0.11000100000000000000000100 | |
(在第 n! 个小数位的数字是 1,其他小数位是 0.) |
刘维尔数是个很有趣的数,因为:
- 它是无理数,
- 它不是任何多项方程的根,所以不是代数数。
约瑟夫·刘维尔发现了第一个超越数。
这个数被命名为刘维尔常数。它是个刘维尔数。
更多超越数
直至公元 1873年,人类才证明了第一个不是 "故意创造" 的超越数。夏尔·埃尔米特证明了 e 是个3超越数.
在公元 1882年,费迪南德·冯·林德曼证明了 π 是个超越数。
实际上,虽然有很多超越数,但要证明一个数是超越数是非常困难的……
超越数很常见
大部分实数都是超越数。论证是:
- 代数数是 "可数的"(就是说,非负整数集是 "可数的",我们可以把代数数与非负整数一对一排列,所以代数数也是可数的。)
- 但实数是 "不可数的"。
- 因为实数不是代数数便是超越数,所以超越数是 "不可数的"。
- 因此,超越数的数量比代数数要多很多。
超越函数
如超越数 "不是代数数" 一样,超越函数也 "不是代数函数"。
正式地说,超越函数是不能以有穷的步骤由初等函数及其反逆函数生成的函数。
一个超越函数的例子是正弦函数 sin(x)。
脚注:刘维尔数刘维尔数是一种特别的超越数,它们的值与有理数非常近似。 正式地说,刘维尔数 是有以下属性的实数 x:对于任何正整数 n,有整数 p 和 q(q>1),而使 因为 x 是个无理数,所以 x 与任何 p/q 都必然有大于 0 的差距:(式子里 "0<" 的部分) 但右边的不等式表达了差距有多小。这个不等式的意思是:"作为 x 的近似值,p/q 可以无穷接近 x,但永远不能等于 x。刘维尔证明了如果一个数可以被有理数序列无穷接近,这个数便是个超越数。 另一个有趣属性是:对于一个既定的正整数 n,有无穷多双 (p,q) 可以符合上面这个不等式。 |