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無理數產生的歷史故事

發布時間:2021-03-13 22:21:59

❶ 無理數的由來

「無理數」的由來

公元前500年,古希臘畢達哥拉斯(Pythagoras)學派的弟子希勃索斯(Hippasus)發現了一個驚人的事實,一個正方形的對角線與其一邊的長度是不可公度的(若正方形邊長是1,則對角線的長不是一個有理數)這一不可公度性與畢氏學派「萬物皆為數」(指有理數)的哲理大相徑庭。這一發現使該學派領導人惶恐、惱怒,認為這將動搖他們在學術界的統治地位。希勃索斯因此被囚禁,受到百般折磨,最後競遭到沉舟身亡的懲處。

畢氏弟子的發現,第一次向人們揭示了有理數系的缺陷,證明它不能同連續的無限直線同等看待,有理數並沒有布滿數軸上的點,在數軸上存在著不能用有理數表示的「孔隙」。而這種「孔隙」經後人證明簡直多得「不可勝數」。於是,古希臘人把有理數視為連續銜接的那種算術連續統的設想徹底地破滅了。不可公度量的發現連同著名的?

❷ 請問無理數e的來歷(數學)

這里的e是一個數的代表符號,而我們要說的,便是e的故事。這倒叫人有點好奇了,要能說成一本書,這個數應該大有來頭才是,至少應該很有名吧?但是搜索枯腸,大部分人能想到的重要數字,除了眾人皆知的0及1外,大概就只有和圓有關的π了,了不起再加上虛數單位的i=√-1。這個e究竟是何方神聖呢?
在高中數學里,大家都學到過對數(logarithm)的觀念,也用過對數表。教科書里的對數表,是以10為底的,叫做常用對數(common logarithm)。課本里還簡略提到,有一種以無理數e=2.71828……為底數的對數,稱為自然對數(natural logarithm),這個e,正是我們故事的主角。不知這樣子說,是否引起你更大的疑惑呢?在十進位制系統里,用這樣奇怪的數為底,難道會比以10為底更「自然」嗎?更令人好奇的是,長得這麼奇怪的數,會有什麼故事可說呢?
這就要從古早時候說起了。至少在微積分發明之前半個世紀,就有人提到這個數,所以雖然它在微積分里常常出現,卻不是隨著微積分誕生的。那麼是在怎樣的狀況下導致它出現的呢?一個很可能的解釋是,這個數和計算利息有關。
我們都知道復利計息是怎麼回事,就是利息也可以並進本金再生利息。但是本利和的多寡,要看計息周期而定,以一年來說,可以一年只計息一次,也可以每半年計息一次,或者一季一次,一月一次,甚至一天一次;當然計息周期愈短,本利和就會愈高。有人因此而好奇,如果計息周期無限制地縮短,比如說每分鍾計息一次,甚至每秒,或者每一瞬間(理論上來說),會發生什麼狀況?本利和會無限制地加大嗎?答案是不會,它的值會穩定下來,趨近於一極限值,而e這個數就現身在該極限值當中(當然那時候還沒給這個數取名字叫e)。所以用現在的數學語言來說,e可以定義成一個極限值,但是在那時候,根本還沒有極限的觀念,因此e的值應該是觀察出來的,而不是用嚴謹的證明得到的。
包羅萬象的e
讀者恐怕已經在想,光是計算利息,應該不至於能講一整本書吧?當然不,利息只是極小的一部分。令人驚訝的是,這個與計算復利關系密切的數,居然和數學領域不同分支中的許多問題都有關聯。在討論e的源起時,除了復利計算以外,事實上還有許多其他的可能。問題雖然都不一樣,答案卻都殊途同歸地指向e這個數。比如其中一個有名的問題,就是求雙曲線y=1/x底下的面積。雙曲線和計算復利會有什麼關系,不管橫看、豎看、坐著想、躺著想,都想不出一個所以然對不對?可是這個面積算出來,卻和e有很密切的關聯。我才舉了一個例子而已,這本書里提到得更多。
如果整本書光是在講數學,還說成是說故事,就未免太不好意思了。事實上是,作者在探討數學的同時,穿插了許多有趣的相關故事。比如說你知道第一個對數表是誰發明的嗎?是納皮爾(John Napier)。沒有聽說過?這很正常,我也是讀到這本書才認識他的。重要的是要下一個問題。你知道納皮爾花了多少時間來建構整個對數表嗎?請注意這是發生在十六世紀末、十七世紀初的事情,別說電腦和計算機了,根本是什麼計算工具也沒有,所有的計算,只能利用紙筆一項一項慢慢地算,而又還不能利用對數來化乘除為加減,好簡化計算。因此納皮爾整整花了二十年的時間建立他的對數表,簡直是匪夷所思吧!試著想像一下二十年之間,每天都在重復做同類型的繁瑣計算,這種乏味的日子絕不是一般人能忍受的。但納皮爾熬過來了,而他的辛苦也得到了報償——對數受到了熱切的歡迎,許多歐洲甚至中國的科學家都迅速採用,連納皮爾也得到了來自世界各地的贊譽。最早使用對數的人當中,包括了大名鼎鼎的天文學家刻卜勒,他利用對數,簡化了行星軌道的繁復計算。
在《毛起來說e》中,還有許多我們在一般數學課本里讀不到的有趣事實。比如第一本微積分教科書是誰寫的呢?(假如你曾受微積分課程之苦,也會想知道誰是「始作俑者」吧?」)是羅必達先生。對啦,就是羅必達法則(L'Hospital's Rule)的那位羅必達。但是羅必達法則反倒是約翰.伯努利先發現的。不過這無關乎剽竊的問題,他們之間是有協議的。
說到伯努利可就有故事說了,這個家族實在不得了,別的家族出一位天才就可以偷笑了,而他們家族的天才是用「量產」形容。伯努利們前前後後在數學領域中活躍了一百年,他們的諸多成就(不僅止於數學領域),就算隨便列一列,也有一本書這麼厚。不過這個家族另外擅長的一件事就不太敢恭維了,那就是吵架。自家人吵不夠,也跟外面的人吵(可說是「表裡如一」)。連爸爸與兒子合得一個大獎,爸爸還非常不滿意,覺得應該由自己獨得,居然氣得把兒子趕出家門;和現代的許多「孝子」們比起來,這位爸爸真該感到慚愧。
e的「影響力」其實還不限於數學領域。大自然中太陽花的種子排列、鸚鵡螺殼上的花紋都呈現螺線的形狀,而螺線的方程式,是要用e來定義的。建構音階也要用到e,而如果把一條鏈子兩端固定,鬆鬆垂下,它呈現的形狀若用數學式子表示的話,也需要用到e。這些與計算利率或者雙曲線面積八竿子打不著的問題,居然統統和e有關,豈不奇妙?
數學其實沒那麼難!
我們每個人的成長過程中都讀過不少數學,但是在很多人心目中,數學似乎是門無趣甚至可怕的科目。尤其到了大學的微積分,到處都是定義、定理、公式,令人望之生畏。我們會害怕一個學科的原因之一,是有距離感,那些微積分里的東西,好像不知是從哪兒冒出來的,對它毫無感覺,也覺得和我毫無關系。如果我們知道微積分是怎麼演變、由誰發明的,而發明之時還發生了些什麼事(微積分是誰發明的這件事,爭論了許多年,對數學發展產生重大的影響),發明者又是什麼樣的人等等,這種距離感就應該會減少甚至消失,微積分就不再是「陌生人」了。

❸ 無理數的由來。

希伯索斯的發現,第一次向人們揭示了有理數系的缺陷,證明了它不能同連續的無限直線等同看待,有理數並沒有布滿數軸上的點,在數軸上存在著不能用有理數表示的「孔隙」。而這種「孔隙」經後人證明簡直多得「不可勝數」。

於是,古希臘人把有理數視為連續銜接的那種算術連續統的設想徹底地破滅了。不可公度量的發現連同芝諾悖論一同被稱為數學史上的第一次數學危機,對以後2000多年數學的發展產生了深遠的影響,促使人們從依靠直覺、經驗而轉向依靠證明,推動了公理幾何學和邏輯學的發展,並且孕育了微積分思想萌芽。

不可約的本質是什麼?長期以來眾說紛紜,得不到正確的解釋,兩個不可通約的比值也一直認為是不可理喻的數。15世紀義大利著名畫家達.芬奇稱之為「無理的數」,17世紀德國天文學家開普勒稱之為「不可名狀」的數。

然而真理畢竟是淹沒不了的,畢氏學派抹殺真理才是「無理」。人們為了紀念希伯索斯這位為真理而獻身的可敬學者,就把不可通約的量取名「無理數」——這就是無理數的由來。

(3)無理數產生的歷史故事擴展閱讀

常見的無理數有:圓周長與其直徑的比值,歐拉數e,黃金比例φ等等。

可以看出,無理數在位置數字系統中表示(例如,以十進制數字或任何其他自然基礎表示)不會終止,也不會重復,即不包含數字的子序列。

例如,數字π的十進製表示從3.14159265358979開始,但沒有有限數字的數字可以精確地表示π,也不重復。必須終止或重復的有理數字的十進制擴展的證據不同於終止或重復的十進制擴展必須是有理數的證據,盡管基本而不冗長,但兩種證明都需要一些工作。數學家通常不會把「終止或重復」作為有理數概念的定義。

❹ 無理數的發現歷史

公元前500年,古希臘畢達哥拉斯(Pythagoras)學派的弟子希帕索斯(Hippasus)發現無理數,卻被處死。人們為了紀念希帕索斯這位為真理而獻身的可敬學者,就把不可通約的量取名「無理數」——這就是無理數的由來。

❺ 中國古代無理數的產生

你這個問題可以出給職業數學家,看上去問題很像是無理數小數位是否有固定的數字0-9的概率分布?比如每個出現的概率都是1/10或者其他?這個好像可以出篇論文吧

❻ 無理數e的由來

公元前500年,畢達哥拉斯學派的弟子希伯索斯(Hippasus)發現了一個驚人的事實,一個正方形的對角線與其一邊的長度是不可公度的(若正方形的邊長為1,則對角線的長不是一個有理數),這一不可公度性與畢氏學派的「萬物皆為數」(指有理數)的哲理大相徑庭。

這一發現使該學派領導人惶恐,認為這將動搖他們在學術界的統治地位,於是極力封鎖該真理的流傳,希伯索斯被迫流亡他鄉,不幸的是,在一條海船上還是遇到畢氏門徒。被畢氏門徒殘忍地投入了水中殺害。科學史就這樣拉開了序幕,卻是一場悲劇。

希伯索斯的發現,第一次向人們揭示了有理數系的缺陷,證明了它不能同連續的無限直線等同看待,有理數並沒有布滿數軸上的點,在數軸上存在著不能用有理數表示的「孔隙」。而這種「孔隙」經後人證明簡直多得「不可勝數」。

於是,古希臘人把有理數視為連續銜接的那種算術連續統的設想徹底地破滅了。不可公度量的發現連同芝諾悖論一同被稱為數學史上的第一次數學危機,對以後2000多年數學的發展產生了深遠的影響,促使人們從依靠直覺、經驗而轉向依靠證明,推動了公理幾何學和邏輯學的發展,並且孕育了微積分思想萌芽。

(6)無理數產生的歷史故事擴展閱讀:

一、相關應用

這個與計算復利關系密切的數,和數學領域不同分支中的許多問題都有關聯。在討論e的源起時,除了復利計算以外,事實上還有許多其他的可能。

問題雖然都不一樣,答案卻都殊途同歸地指向e這個數。比如其中一個有名的問題,就是求雙曲線y=1/x底下的面積。

這個面積算出來,卻和e有很密切的關聯。我才舉了一個例子而已,這本書里提到得更多。e的影響力其實還不限於數學領域。

大自然中太陽花的種子排列、鸚鵡螺殼上的花紋都呈現螺線的形狀,而螺線的方程式,是要用e來定義的。建構音階也要用到e,而如果把一條鏈子兩端固定,鬆鬆垂下,它呈現的形狀若用數學式子表示的話,也需要用到e。

二、e小數點後面幾位

e=2.30353

❼ 無理數小故事

我是數,也屬實數范國圍,但和別人不同。我可以開方,但你是開不盡的。我常以簡單的方式存在,很多人不知道我的特殊存在。例如:
√2、√3等。我常常以圓周率的及化簡後含圓周率的數存在。也常常以小數的隱含形式存在。
你發現沒有,我是無限不循環的,又是無限的小數的數。我與我相加、減、乘、除、乘方、開方,甚至冪的形式來運算,我的小數郛分都是不循環的。我還有一個特點,大家知不知道?我即使小數部分有規律但是我的小數部分是不會循環的。綜合以上我的特點,很多人有識之人都知道我是不講道理的數(也可以說我是無規律,既是有規律也不循環的數)。所以都稱我叫無理數。為什麼別人都可叫有理數,我確不能。我就告道玉皇大帝那裡去了。玉皇大帝把我以上的特性講了我才明白。於是玉皇大帝感到我很苦腦。就說道:好了!現在就奉你為無理數總官,把所有的無理數都規你管可以了吧!我高興地跳了起來。從此,我就成了無理數的總官了。

❽ 無理數的產生背景是什麼

畢達哥拉斯學派一直覺得一切數都可以表示為整數或整數之比。但是突然有一天,一個青年發現,以1為邊長的正方形的對角線的長度似乎出了些問題。聽聞了這件事情,信仰「萬物皆數」的畢達哥拉斯學派的一些人就對這個青年進行了警告。數次警告無效之後,就殺了他。
然後過了一段時間,大概有更多的人覺悟了,就提出了無理數的概念。

❾ 無理數的發明者的命運

公元前500年,古希臘畢達哥拉斯(Pythagoras)學派的弟子希勃索斯(Hippasus)發現了一個驚人的事實,一個正方形的對角線與其一邊的長度是不可公度的(若正方形邊長是1,則對角線的長不是一個有理數)這一不可公度性與畢氏學派「萬物皆為數」(指有理數)的哲理大相徑庭。這一發現使該學派領導人惶恐、惱怒,認為這將動搖他們在學術界的統治地位。希勃索斯因此被囚禁,受到百般折磨,最後競遭到沉舟身亡的懲處。

畢氏弟子的發現,第一次向人們揭示了有理數系的缺陷,證明它不能同連續的無限直線同等看待,有理數並沒有布滿數軸上的點,在數軸上存在著不能用有理數表示的「孔隙」。而這種「孔隙」經後人證明簡直多得「不可勝數」。於是,古希臘人把有理數視為連續銜接的那種算術連續統的設想徹底地破滅了。不可公度量的發現連同著名的芝諾悖論一同被稱為數學史上的第一次危機,對以後2000多年數學的發展產生了深遠的影響,促使人們從依靠直覺、經驗而轉向依靠證明,推動了公理幾何學與邏輯學的發展,並且孕育了微積分的思想萌芽。

不可通約的本質是什麼?長期以來眾說紛壇,得不到正確的解釋,兩個不可通約的比值也一直被認為是不可理喻的數。15世紀義大利著名畫家達.芬奇稱之為「無理的數」,17世紀德國天文學家開普勒稱之為「不可名狀」的數。

然而,真理畢竟是淹沒不了的,畢氏學派抹殺真理才是「無理」。人們為了紀念希勃索斯這位為真理而獻身的可敬學者,就把不可通約的量取名為「無理數」——這便是「無理數」的由來.

好運

❿ 無理數的小故事!!!!

無理數的發現

畢達哥拉斯的學生希伯斯,他試圖找出根號2的等價分數,最終他認識到根本不存在這個分數,也就是說根號2是無理數,希帕索斯對這發現,喜出望外,但是他的老師畢氏卻不悅。

希帕索斯在研究勾股定理時,發現了一種新的數,而這種數是不符合他老師的宇宙理論的。希伯斯發現,如果直角三角形兩條直角邊都為1,那麼,它的斜邊的長度就不能歸結為整數或整數之比(應該等於,是一個無理數)。更令畢達哥拉斯啼笑皆非的,是希伯斯居然用數學方法證實了這種新數存在的合理性,而證明的方法─歸謬法,又是畢達哥拉斯學派常用的。

因為畢氏已經用有理數解釋了天地萬物,無理數的存在會引起對他信念的懷疑。希帕索斯經洞察力獲致的成果一定經過了一段時間的論和深思熟慮,畢氏本應接受這新數源。然而,畢氏始終不願承認自己的錯誤,卻又無法經由邏輯推理推翻希帕索斯的論證。使他終身蒙羞的是,他竟然判決將希帕索斯淹死。這是希臘數學的最大悲劇,只有在他死後無理數才得以安全的被討論著。後來,歐幾里德以反證法證明根號2是無理數。

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