無理數與有理數構成了實數集,實數集的構造是為了在有理數的基礎上拓充數系使其具有確界原理(完備),即任何一個有界的實數子集的上確界/下確界在實數集中

舉個例子,考慮S={x|x^2&<2,x is in Q}這個集合,可以通過一定的構造證明Sup S不在Q中,實數集就是為了讓這樣的集合的確界能被找到。(事實上我們知道Sup S是根號2,也可以證明這不是個有理數)


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從幾何上,最著名的例子就是邊長為1的等腰直角三角形的這邊長為根號二了。

通過這個我們知道了在數軸上有理數之間似乎存在其他的數,或者說有理數並不完備。

實際上,實數的完備性理論是為了微積分發展的需要才建立起來。我們能構造出一個有理數數列但它是收斂於一個無理數的。所以為瞭解決這個問題,必須需要一個具有完備性的數系。


為什麼「要」有該怎麼回答?我們可以用一些具體的構造中證明無理數的存在,無理數本身也把有理數擴充成完備的實數,為什麼有是無法回答的,但無理數確實存在在數軸上。應用的話pi,e在計算中都非常廣泛。


你在低估無理數的作用嗎?

很有作用。因為無理數是數軸(實數)的主要部分,無理點是物體的主要部分,而有理數只是一堆稠密而離散可數的點。如果沒有無理數,世界是空的,是虛無的,因為有理數是可數的。去掉有理數,那麼世界的表面和原來並沒啥區別,但一開始認知時就麻煩了,去掉無理數,世界就不復存在,是一堆點組成的虛無的空間。有理數雖然稠密,但是不連續,在幾何上,經常碰到無理數,而且無理數的數學意義很廣闊,比有理數廣闊的多,比如開方開不盡,就用無理數,對數算不出,也是無理數,還有類如πe那類的,同時構造出的數,也有無理數的存在,還有之後的乘方以上的運算,只要在實數範圍內有意義的,都是無理數(比如反階乘(如求幾的階乘是3),也用到無理數)。而且,我們能認知的無理數,只是無理數集中可數的一小部分,還有一大堆無理數是定義不出來的……簡單點,沒有無理數,你知道怎麼求正方形的斜邊,怎麼求圓的周長面積?


沒有無理數的話連直線都沒有了,這個世界就是由點構成的了


1,無理數比有理數多

2,從認識論角度是偉大的進步

3, 我也說不清有什麼用,但一直認為很有用。連小學生都可能遇到無理數的問題。


為了構成實數的完備性,不然你知道單位正方形的斜邊邊長是怎麼定義的嗎?


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