世界上第一个证明π是无理数的方法—高中生也能理解( 三 )


因为7v向后的部分也是大于0小于1的,所以又得到:

世界上第一个证明π是无理数的方法—高中生也能理解

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所以现在有:

世界上第一个证明π是无理数的方法—高中生也能理解

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【世界上第一个证明π是无理数的方法—高中生也能理解】
再考虑9v向后的部分又得到:

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因为这是一个无限连分数,所以反复这样做可以得到一个无限递减数列:

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由于数列中所有数都是正整数,而数列的大小是无限的,无论A有多大,始终都会在有限次递减后小于0,所以不存在这样的一个递减数列 。
于是,之前从5v开始的蓝色部分无限连分数是有理数的假设是错误的 。于是得到
tan(u/v)=无理数
3)第三步,π是无理数
因为

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而1不是无理数,根据原命题与逆否命题具有相同的真假性(如果π/4=u/v,那么应该得到一个无理数而不是1),得到π/4不是有理数,所以π不是有理数 。
得证 。
4)一张图总结

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  • 附一,练习

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为什么?为什么我只能推导出下面的不等式?

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2)

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是无理数吗?怎么证明?
3)

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是无理数吗?怎么证明?
4)怎么推导出根号3等于下图中的连分数?

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5)文中推导tan x的连分数时,给分子加上了一个分母又减去一个分母 。其中无论是分子还是分母,都是很大的无穷级数,它们应该不支持交换律和结合律,但兰伯特为什么能对分子进行去括号、交换计算顺序等操作?
附二,最短证明,也就是数学家 Ivan Niven 给出的证明:

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