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大家好,我是马丁老师,今天呢,来讲一下二的根号二次方是如何定义的。相信小伙伴看到这个标题就觉得很奇怪啊,这不是一个乘方运算吗?那我们初中就学过乘方啊, 但是啊,大家可以仔细想一下,我们在中学阶段,甚至上了大学之后哈,从来没有很清楚的说明二的根号二次方他到底是什么东西, 我们说过什么呀?比如说一个整数次方,二的二次方是四,三次方是八,对吧?那如果对一个分数次方呢,我也会算,比如说二的二分之一次方,那就是根号二吧,二的三分之一次方呢,那就是二给你开三次方吧, 或者说二的三分之二次方,那就是给你先开三次方,再平方一下,对吧?但是啊,二的根号二次方就跟上面几个情况就截然不同了,因为根号二这个数哈,第一,他是一个无限不循环小数,第二呢,他也不能 给你化成分数,那你二的一个无限不循环小数次方,他是如何来算的呢?这个也难怪你没有学过,因为他的计算过程是非常复杂的,他甚至已经超出了高等数学的范围。那今天就来给大家讲一下哈,他具体是如何定义的,那要想说清楚他的定义哈,那必须先知道如下的几个概念。 第一个概念,上界。这个概念其实我们很好理解哈,对于一个给定的数级 a, 如果呢,有一个长数 k, 使得 a 中的所有数都小于等于这个 k, 那么我们就把这个 k 称之为这个集合 a 的一个上界。 比如说举几个简单的例子,零一这个 b 区间,他的上界就是一吧,对吧?那如果是全体的自然数给你组成这个数级呢?他是没有上界的,因为你不可能找到一个数比这些所有的数都大吧?第二 这个概念上却借,那我们再回想一下,上借这个概念,对于零一这个 b 区间而言,一是他的一个上借没有问题吧?因为零一里边所有数都小于等于一嘛。 但是我问你一个问题,二是不是也是他的一个上界呢?没有问题啊,按照我们上界的定义,你零一里边所有的数都小于等于二啊,所以二也是他的一个上界。那同样道理,三四或者说所有比一大的数是不是都是零一币区间的一个上界呢?确实是的, 所以我们就可以看到哈,对于一个集合而言,如果他有上届的话,那这个上届呢?并不是唯一的。甚至哈如 如果他有上界的话,他的上界一定是有无限多个的,对吧?比如就以零一这个 b 区间举例子,所有比一大的数都是零一 b 区间他的一个上界呀。但是啊,我们能看出来,你二啊,三啊这些东西虽然也是这个 b 区间的一个上界,但他不是他的 一个本质的刻画,对吧?因为零一这个 b 期间,他最大的数是一,一才是他真正我们想要的那个上进的二和三虽然也是他的上进,但是对于我们好像提供不了什么明确的信息哈, 所以我们关心的是谁呀?这有一大堆上界,我们关心的是其中最小的那个上界呀,也就说零一 b 区间,他所有的上界里边最小的那个上界是几呢?就是一吧一呢,其实是最接近于最能刻画我们这个零一他的这个界限的一个数吧。 所以啊,对于任何一个非空的有界数级,他如果有上界的话,一定是有无穷多个上界,那在这无穷多个上界里边挑一个最小的,我们称之为叫做最小上界, 那用一个更专业的词汇啊,我们就管这个最小上界叫做这个集合 a 的上阙界。好了,知道了上阙界这个概念之后啊,我们就可以来说一下二的根号二次方,他究竟是如何定义的? 首先我们知道二的一个分数次方是如何定义的,对吧?二的 m 分之 n 次方,他就是二,先开 m 次方,再给你来一个 n 次方。 同时我们还知道根号二呢,他是一个无理数,对吧?那我们可以找一些比根号二小的有理数,比如说一点四,他就是一个有理数,并且比根号二要小吧,那一点四一呢,也是一个有理数,对吧?他可以化成一百分之一百四十一,那同样他也是比根号二要小的,所以啊,比根号二小的那些有理数,我们可以找到很多个吧,对吧? 那我们就把比根号二小的所有的有理数都给你挑出来,比如说我刚才挤的一点四,一点四一,甚至一呀,一点一呀,这些都是吧,对吧?那 那我就让二给他取这么多次方哈,比如说二的一点四次方,二的一点一次方,二的一点四一次方,组成了这样一个集合啊,就是二的 r 次方,其中 r 呢,是比更换二小 的有理数,那因为而是有理数吗?所以我们肯定就会计算吧,对吧?比如说二的一点四一次方,那就是二先给他开一百次方,再给他来一个一百四十一次方吗? 所以这个集合里边呢,每一个数我们都是可以算的吧,对吧?同时呢,这个集合也是有借的,因为所有的数肯定至少要小于等于二的二次方法,那就是四吗? 所以啊,这样一个集合呢,他是有一个上界的,那按照我们刚才讲的,那他的上界是有无数多个,那我们就把这个上界里边最小的那个上界,也就是说我们把这个集合的上阙界给你找到,那这个上阙界就是二的根号二次方,我们就是这样来定义的。 怎么样?大家知道这个定义之后,是不是觉得我们的数学是非常的美妙哈,确实是如此的,他不仅是一门非常美妙的学科,也是一门非常精巧和严谨的学科。那这个只是讲了二的根号二次方他的一个定义哈,但是如果你真要想具体算, 当然这个具体的数我们肯定是算不出来的啊,他也是一个无理数。但是啊,我们怎么着可以用我们一个操作手段来计算二的根号二次方呢?我们是有的哈,因为我们有万能的泰勒公式啊,我们可以利用泰勒公式 ex 次方的展开式,把 二的 x 次方给你变成 e 的 x 落于二次方,然后呢,我们就把这个 x 给你带成根号二,再带入就可以计算了。

a 四纸与五里数就小地址 啊。之后的近两千多年,虽然指的种类多了,但造纸的原理却没什么大的变化。不得不说,我简直是太优秀了。人们发明出来的书写纸要多少种有多少种,但 a 四纸绝对是主角中的主角, c 位中的 c 位, 长期霸占人类学习工作指定合作用纸称号。 a 四纸,长二百九十七毫米,宽二百一十毫米。这两个数隐隐约约透露出一种想要逼疯强迫症的感觉。 求你了,就给长度加个三毫米又能咋的呀?哎,还真不能加。二百九十七和二百一十虽然不整,但二百九十七除以二百一十,除完就整了。哎,不不不,干不整, 除完之后约等于一点四一四。这个不整的数很重要,他是人类发现的第一个五里数根号二。从蔡伦改良造纸术往前倒推大概五百年。在地球另一端的古希腊,一个名叫希帕索斯的年轻人发 现了一件奇怪的事情,边尝试一的正方形对角线的长度,竟然怎么都算不出准确的结果。 既不是整数,也不是分数,而是一个大小约等于一点四一四的五里数根号二。发现了根号二的西帕索斯怎么也想不到,他会因为这个发现而丢掉性命。 而他更想不到的是,几千年后,人们会用这个数来规定纸张的尺寸。这一切都要从根号二的神奇之处说起。如果一张纸的长是根号二,宽是一,长 就是宽的根号二倍。把它对折之后,长变成了一,宽,马上变成了根号二的一半。有趣的是,这个时候的长还是宽的根号二倍。换句话说,对折之后的纸和原来的纸长得一模一样,只是大小编了而已。 这就是根号二的魔力,让一个长方形跟他自己的一半长得一样。靠着这个魔力,人们可以轻易把大纸张变成小纸张,不仅让形状保持了不变,还完全避免了边角料的浪费,可以说完美 不过。那么多种尺寸里,为什么 a 四纸挑了二百九十七毫米乘二百一十毫米的大小呢?这还要从 a 零纸说起。 a 零纸是所有 a 组纸的大哥大,他长一千一百八十九毫米,宽八百四十一毫米长,仍然是宽的根号二倍。 a 零纸之所以能成为大哥大,是因为他的大小刚好是一平米。把 a 零纸对折,就得到了 a 一纸,把 a 一纸对折,就是 a 二纸。折四次,就有了被广泛使用的尺寸合适的 a 四纸。 没想到,看似平平无奇的一张 a 四纸,竟然和两千多年前的一个偶然发现有关系。那个永远算不出来的根号二,不仅改变了希帕索斯的命运,还穿越了漫长的时空,悄悄的影响着我们如今的生活。数学有时候就是这么奇妙。周周。
