数与数系

无理数

有些数无论你怎样努力,都拒绝被写成一个干净的分数。它们的小数无穷无尽地写下去,却始终不落入任何循环的规律。这些就是无理数——它们是真实存在于数轴上的量,却能从每一次想把它们写成比的尝试中溜走。

正式地说,无理数就是无法写成两个整数之比的实数。最著名的例子是 sqrt(2)(单位正方形的对角线)、pi(圆周长与直径之比)以及 e。它们的小数展开既无穷又不循环,所以你永远无法把它们完整写出,也无法写成分数 a/b。

古希腊人证明了一个惊人的事实:sqrt(2) 是无理数——假设它等于一个最简分数,会推出矛盾。更令人意外的是,无理数比有理数“多”得多——在数轴上任意两点之间,到处都是无理数。有理数和无理数合在一起就构成全部实数,而两者之间没有任何重叠。

sqrt(2) = 1.41421356…,既不会终止也不会循环,所以它不可能等于任何分数 a/b。

无穷且不循环的小数不可能是整数之比。

并非每个平方根都是无理数:sqrt(4) = 2 就是个不折不扣的整数。只有当根号下的数不是完全平方数(或完全立方数等)时,那个根才是无理数。