如果隨意寫一段數字,這段數字是不是一定能在任意無理數中找到?azteco2019-07-07 10:52:42

0。101001000100001……這個是無理數,但它只有0和1

如果隨意寫一段數字,這段數字是不是一定能在任意無理數中找到?思考思考的動物2019-07-07 10:52:31

(以下回答預設十進位制, B = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9})

首先,證明一個相關命題:

如果任意給一段數字,則一定可以找到一個無理數,包含這段數字。

證明:

設,隨意一段數字為: a₁a₂。。。aᵣ,其中 aᵢ ∈ B (i = 1,2, 。。。, r)。

假設, 它不是任意無理數的第 1 到 r 小數位,即,不存在:

x。a₁a₂。。。aᵣx₁x₂。。。 , x ∈

Z

, xᵢ ∈ B, (i = 1, 2, 。。。 r)

這樣的無理數, 令:

k = 0。a₁a₂。。。aᵣ ( 0 < k < 1)

則上面的假設,說明在區間:

I = (x + k , x + k + 10⁻ʳ)

中沒有無理數。

我們知道 √2 是無理數,並且有:

1。4 < √2 < 1。5

於是:

0。4 < √2 - 1 < 0。5

0。4 × 10⁻ʳ < (√2 - 1) × 10⁻ʳ < 0。5 × 10⁻ʳ

x + k + 0。4 × 10⁻ʳ < x + k + (√2 - 1) × 10⁻ʳ < x + k + 0。5 × 10⁻ʳ

令:

y = x + k + (√2 - 1) × 10⁻ʳ

因為 √2 是無理數,而 x, k, r 都是有理數,所以 y 是無理數。

另一方面,因為:

x + k < x + k + 0。4 × 10⁻ʳ

x + k + 0。5 × 10⁻ʳ < x + k + 10⁻ʳ

所以:

x + k < y < x + k + 10⁻ʳ

即:

y ∈ I

這和上面 I 中沒有無理數,

矛盾

。故假設不成立,於是:

對於隨意一段數字 a₁a₂。。。aᵣ 一定會 和 某個 無理數的 第 1 到 r 小數位相同。

接著,進入主題:

定義:如果 一個無理數 可以 包含任意給定的一段數字,則稱 其 為

合取數

題主問題可表示為,猜想:任意無理數 x 都是 合取數。

分析:

設,隨意一段數字為: a₁a₂。。。aᵣ,其中 aᵢ ∈ B, (i = 1,2, 。。。, r)。

令 P(a₁a₂。。。aᵣ) 為 a₁a₂。。。aᵣ 在 x 中出現的機率,則:

P(a₁a₂。。。aᵣ) = P(a₁)P(a₂)。。。P(aᵣ)

只要 B 中個數字 在 x 中 出現的 機率 不為 0 則每個 P(aᵢ) 就不為 0,於是:

P(a₁a₂。。。aᵣ) ≠ 0

則 猜想 成立。

但是,我很容易將 x 寫成 二進位制形式 x‘,x’ 只包含 0 和 1:

x‘ = b。b₁b₂。。。, bᵢ ∈{0, 1}, (i = 1, 2, 。。。)

由於 x’ 是無限不迴圈的,於是我們可以將 x‘ 當做十進位制(這時 x’ ≠ x),這樣我們就得到了 一個 B 中 P(2) = P(3) = 。。。 = P(9) = 0 的 十進位制無理數 x‘,於是 只要 a₁a₂。。。aᵣ 有 aᵢ ≠ 0 或 1,則 x’ 就不包括 a₁a₂。。。aᵣ ,這與 a₁a₂。。。aᵣ 的任意性,違背,於是很遺憾題主的猜想 不成立,即:

不是任取一個無理數都可以包含任意給定的一段數字的。

數學上稱 B 中數字 出現機率 相同(均為 1/10) 的 無理數為

正規數

。對於 正規數 來說 P(a₁a₂。。。aᵣ) = 10⁻ʳ ≠ 0,於是 猜想 成立,即:

任意 正規數 包含任意給定的一段數字的。①

試驗表明,√2,π,e 接近 正規數,但我們無法證明 它們是 正規數。事實上,我們也無法證明任何一個無理數是 正規數 或 合取數。這也就是說:我們雖然得到了上面的結論 ①,但是毫無用處。

如果隨意寫一段數字,這段數字是不是一定能在任意無理數中找到?循天法常2019-07-07 07:40:45

不能。包含任意數字組合的叫合取數,無理數並不都是合取數。比如π,雖然已經算到31。4萬億位,從已知結果來看應該是合取數,但在數學上還不能證明——我們甚至不能證明π是否包含無窮個2

如果隨意寫一段數字,這段數字是不是一定能在任意無理數中找到?仙界修魔2019-07-09 09:12:29

無理數沒有規定的表達方式,一部分可以有理數加運演算法則來表示。絕大部分根本找不到表示式。任意寫一段數字,加運算子號,本身可以組成無窮量的無理數。有理數加無理數可以構造無理數,有理數加無理數再加其他運算子號也可以構造無理數……

如2,運算子號,開方,實數的任意次方基本都是無理數,只有0次方和1次方是有理數。三角函式,sin2……也是無理數,對數,lg2……以任意實數為底構造無理數。

無理數太多了,有理數少得可憐。

如果隨意寫一段數字,這段數字是不是一定能在任意無理數中找到?使用者43426714349022019-07-07 07:58:17

無理數的定義是什麼?你任意寫也是有理數,無理數是無限不迴圈小數

如果隨意寫一段數字,這段數字是不是一定能在任意無理數中找到?Colink2019-07-07 14:42:30

可以,隨便構造一個無理數包含這段數就行。比如把這段數插到丌裡

如果隨意寫一段數字,這段數字是不是一定能在任意無理數中找到?lgp36512019-07-07 09:49:22

是。任意取一段數字,“一段”代表確定位數,即有限位數,那麼無限一定包含有限。

如果隨意寫一段數字,這段數字是不是一定能在任意無理數中找到?濤2311742442019-07-07 07:24:13

肯定的啊,無理數是無限不迴圈的,既然是無限,那麼包含一切可能,比如,可以包含世界上所有人的身份證號碼。