換句話來說,對於任意給定的實數r,能否構造一個數列滿足,每一項都是aQ+bP的形式(其中a、b是整數,Q是任意給定的一個非零有理數,P是任意給定的無理數),並且該數列的收斂到r


可以。

給定有理數 [公式] ,將其寫成既約分數 [公式] 。給定無理數 [公式] ,令無理數 [公式]

[公式] 表示一個實數的小數部分。對於一個無理數 [公式] ,一個熟知的結論是, [公式]全是無理數,並且在 [公式] 上稠密。所以對於任意的 [公式] , 存在整數 [公式] ,使得 [公式] 。對於任意實數 [公式] ,都可以用 [公式] 的整數倍近似,誤差不超過 [公式] 。所以,形如 [公式] 的數可以逼近任意實數。所以,形如 [公式] 的數也可以逼近任何實數。


提供一個思考方向,不知是不是題主的意思。

首先,對任意實數 [公式] 通過對其本身的四則運算,可以相繼得到

[公式]

很清楚,級數 [公式]

是條件收斂的,於是依重排定理,總可以對這個級數進行重排使其收斂到任意值。


寫了一個跟原來問題等價命題的證明,不知道有沒有問題


可以,因為很容易證明,對非零實數數對(p,q)使得q/p是無理數,{aq+bp|a,b∈?}在?上稠密。


這等價於證明對於任意無理數 [公式] 和正整數 [公式] ,對於任意小的 [公式] ,都存在整數 [公式] ,使得 [公式]

由Dirichlets approximation theorem,我們有對於任意大於 [公式] 的正整數 [公式] ,存在 [公式] 使得 [公式] 且有

[公式] ,適當取 [公式] 則證畢

說實話我第一反應是該命題錯誤,直覺上覺得一個足夠低階的代數數應該沒辦法被這麼好地逼近……原來是對的啊


可以,但是要允許對其中的一些項加上括弧,先算括弧再算整個求和,不然每步步長大於一個定值,這個無窮次求和都說不清楚.

任取有理數p/q,無理數α.p{nα}=n(pα-p【nα】/n)可見p{nα}是可表的.

任意有理數p/q可以得到p,對任意無理數α有{nα}在(0,1稠密),自然p{nα}在(0,p)稠密,我們只需考察數列Sn=p{nα},它可以逼近任意一個【0,p】中的數,對於【0,p】內任意一個數x,我們可以取一列{Sni}使得Sni當i增大時單調趨近x,由於我們知道ai=Sn(i+1)-Sni是可表的,於是我們找到了一個收斂序列使得∑ai趨於x,所以【0,p】中的任意數都是可表的.

對於任意區間【kp,(k+1)p】(k屬於Z中的數),只需考察數列Sn(k)=kp+p{nα}即可.


不可以。

實數集全體是具有連續統的,數的加減運算無法遞歸到連續統這個級別,最多只可以構造可數個實數,不可以構造出整個實數集全體


如何證明一個無理數的整數倍數的小數部分在(0,1)上稠密??

www.zhihu.com圖標

我在最近的學習中遇到了類似的問題,對應的就是 @emoji 所提到的一個熟知的結論。感謝 @朝聞道 在我的問題下給出了一個很棒的解答。我在這裡把他的解答按照我的理解寫在這裡,希望能幫助到更多的後來的學習者。如果我理解有誤也歡迎指出。

對於任意一個實數 [公式] 和某一個固定的非零有理數 [公式] ,顯然我們可以有唯一分解[公式] ,把 [公式] 理解成類似對 [公式] 取小數的函數,因而我們只需要證明 [公式][公式] 上稠密即可。

[公式] 集合是一個有界集合,並且對於 [公式][公式] 。如果 [公式] ,這與 [公式] 是無理數是矛盾的。因而 [公式] 中為無限集。因而 [公式] 必有聚點,即有 [公式] ,因而對任意 [公式] 存在 [公式] ,又由 [公式] 對差運算封閉,所以存在 [公式] ,對於 [公式] ,只需要取 [公式] ,就必有 [公式] 。也就是說 [公式] 稠密,得證。


在的親。

可以的親。

數列也可以的親。

不用收斂到r,絕對收斂到0就行了。


我猜不可以的,有些數是超越數


感覺任意次操作也得不到有理數吧,如果b不為0?

稠密就代表了能得到任意一個實數?


肯定不行的,設有理數為a,無理數為b,僅通過加減運算可得到數的集合為A,A中元素形如ma+nb,m,n為整數,設內積運算(m, n) =ma+nb,因此可以得到一個二維整數到A的一個同構映射,

即f : N imes N arrow A 同構

因此A中元素可數個,而實數不可數,因此矛盾


推薦閱讀:
相关文章