數與數系

無理數

有些數無論你怎樣努力,都拒絕被寫成一個乾淨的分數。它們的小數無窮無盡地寫下去,卻始終不落入任何循環的規律。這些就是無理數——它們是真實存在於數軸上的量,卻能從每一次想把它們寫成比的嘗試中溜走。

正式地說,無理數就是無法寫成兩個整數之比的實數。最著名的例子是 sqrt(2)(單位正方形的對角線)、pi(圓周長與直徑之比)以及 e。它們的小數展開既無窮又不循環,所以你永遠無法把它們完整寫出,也無法寫成分數 a/b。

古希臘人證明了一個驚人的事實:sqrt(2) 是無理數——假設它等於一個最簡分數,會推出矛盾。更令人意外的是,無理數比有理數「多」得多——在數軸上任意兩點之間,到處都是無理數。有理數和無理數合在一起就構成全部實數,而兩者之間沒有任何重疊。

sqrt(2) = 1.41421356…,既不會終止也不會循環,所以它不可能等於任何分數 a/b。

無窮且不循環的小數不可能是整數之比。

並非每個平方根都是無理數:sqrt(4) = 2 就是個不折不扣的整數。只有當根號下的數不是完全平方數(或完全立方數等)時,那個根才是無理數。