圆周率(π)是圆的周长与直径之比,是一个无理数,即它不能表示为两个整数的比。
在高中数学中,我们可以通过以下步骤来证明圆周率是无理数:
1. 假设π是有理数,那么它可以表示为最简分数形式,即π=a/b,其中a和b是互质的整数(最大公约数为1)。
2. 根据圆的周长公式C=πd,其中C是周长,d是直径。将π替换为a/b得到C=(a/b)d。
3. 设圆的半径为r,则直径d=2r。因此,周长C可以表示为C=(a/b)*2r。
4. 由于π是圆周长与直径的比值,我们可以得到a/b=C/d=C/(2r)。
5. 将C/(2r)代入a/b得到a/b=C/(2r)。
6. 由此可得a=Cb/(2r)。因为C是圆的周长,所以C=2πr。将C替换为2πr得到a=(2πr)b/(2r)。
7. 化简后得到a=πb。这意味着π是有理数,这与我们的假设矛盾。8. 因此,我们的假设不成立,圆周率π是无理数。这个证明使用了反证法,假设π是有理数,然后推导出一个矛盾,从而证明了π是无理数。