要证明一个数是无理数,通常采用反证法。
假设这个数是有理数,然后通过逻辑推理找到矛盾,从而证明原假设是错误的,即该数是无理数。例如,要证明√2是无理数:
1. 假设√2是有理数,那么它可以表示为两个互质的正整数a和b的最简比,即√2 = a/b。
2. 对等式两边平方,得到2 = a^2/b^2,进而得到a^2 = 2b^2。
3. 因为a^2是偶数,所以a也必须是偶数(因为奇数的平方是奇数)。设a = 2c,其中c是正整数。
4. 将a替换为2c,得到(2c)^2 = 2b^2,即4c^2 = 2b^2。
5. 简化得到b^2 = 2c^2。
6. 同理由b^2是偶数可知b也是偶数。
7. 这与a和b互质(即它们之间没有公因数除了1)的假设矛盾。8. 因此,我们的假设(√2是有理数)是错误的。9. 由此得出结论,√2是无理数。