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无理数的秘密

有些数,你量得到、画得出,却永远写不成一个分数
为什么?这一页,我们把它讲清楚。

第一站 · 大局观

🪜 数,是一级一级「长大」的

每一级,都是因为上一级「做不到某件事」。点每一级看它的故事。

第二站 · 关键线索

🔁 分数的「胎记」:小数会循环

这是全篇最重要的一句话。把任何分数写成小数,结果要么到某位就停,要么从某位开始不停循环。反过来——一个永远不循环、也不停的小数,就绝不可能是分数。先亲眼看看。

点下面的按钮,让小数一位位吐出来…
分数 1/7 = 0.142857 142857 … 那 6 位永远循环;3/8 = 0.375 干脆停了。可 √2π 一直吐、一直吐,找不到循环节——它们逃出了分数的家。
第三站 · 亲手证明

🔺 √2 为什么绝不是分数

这次不靠「看起来」,我们用一个两千年前就有的漂亮办法给你看。招数叫「先假设它是,再逼出矛盾」。一步一步点。

这种「假设成立→推出矛盾→所以不成立」的招数,叫反证法。它是数学里最锋利的武器之一——希帕索斯两千多年前就是这样,发现了第一个无理数 √2。
第四站 · 那个最有名的无理数

🥧 π:算了两千年,也没算完

√2 我们能亲手证。π 也是无理数,但它的证明太难(要用到大学的数学),所以这一站,我们换个方式感受它。

π 是圆的周长 ÷ 直径。让一个圆滚一圈看看——
而它的小数,是这样的(点开让它流)——
3.…
人类追 π 的两千年:
约公元前250
阿基米德(古希腊)
用正多边形夹出 π 在 223/71 和 22/7 之间。
约公元 480
祖冲之(中国)
把 π 夹在 3.1415926~3.1415927,还给出密率 355/113。这个纪录领先世界约 900 年。
1761
兰伯特(德国)
第一次证明了 π 真的是无理数——它的小数永远不会循环
今天
超级计算机
已经把 π 算到一百万亿位以上,依旧没有一丝循环
所以:π 不是「还没算完」,而是永远算不完、也永远不循环——这正是它身为无理数的证据。祖冲之若知道后人还在追它,大概会会心一笑。
最后

🌠 好问题,比答案更远

你现在知道了 √2、π 都逃出了分数。那——无理数是不是比分数还多?0.1010010001… 这种自己造的数算无理数吗?把你的好奇写下来。

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