有理数是连续的吗?


这个问题有深度 。数学本是物理工具 。数理不分家 。还得物理角度思考 。以下是我的解答 。

有理数是连续的吗?

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有理数是连续的吗?

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从“无间断点”来定义连续 。要求无限可微即dx→0 。只是一个理想化的数学模型 。但在自然科学上不是教条 。
其他观点:
【有理数是连续的吗?】任意两个有理数之间可以插入一个有理数 。例如两个有理数的平均值 。这个性质告诉我们有理数要多密集有多密集 。这叫有理数数是稠密的 。任意的两个有理数之间还可以插入无理数 。这就把有理数隔断了 。所以不能说有理数是连续的 。
其他观点:
这个问题实际上已经达到了数论的边缘 。在高等数学中才能真正的回答 。在这里我进行通俗化讲解 。其论证过程虽然不符合严谨的数学要求 。但也能从理解的意义上说清道理 。
从实数的稠密性谈起:
实数有2个性质 。分别叫做“连续性”和“稠密性” 。其中稠密性在初等数学中没有提到 。高考时也不涉及 。把稠密性的意思进行通俗化解释 。就是:任意两个实数之间 。都存在无穷多个实数(这些实数是连续的 。其中包含有理数和无理数);也可以理解为:数轴上任意两点之间(任意两个实数之间)都存在一段不包含端点的数轴(无穷多连续的实数) 。无论这段数轴有多短 。其上都具备完整数轴的所有特征 。
从数轴谈起:
有理数是连续的吗?

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数轴 。也就是实数轴 。数轴上的点和实数存在一一对应关系 。实数范围是(-∞ 。+∞) 。如果我们取两个实数为0和1 。就会得到数轴上的一段 。用区间表示为(0,1) 。虽然这个区间是有界的 。区间长度(1)也非常短 。但由于区间为开区间 。实际上其上的实数向左趋零时是“无限靠近、用不到达” 。近似于数轴上的向左“无限远、用不到达”;向右趋1时 。也是“无限靠近、用不到达”(理解为数的大小 。即为无限小) 。近似于数轴上的向右“无限远、用不到达”(理解为数的大小 。即为无限大) 。如果把(0,1)的中点0.5设定为基点(或者理解为参照点 。类似原点0) 。那么0.4就可以理解为-0.1 。0.6就可以理解为0.1 。我们在此基础上重新理解这段数轴:有了向右为正方向 。0.5为原点 。向左为负方向 。这段数轴距离完整数轴只差一个要素:单位长度 。如果设定单位长度为-0.0000000000……00001为单位长度(1) 。那么此时这段数轴的右端点就可以理解为+∞了 。这样画出来的数轴 。和完整数轴有多大却别呢 。
如果你认为(0,1)中的0和1距离还太远 。那么 。我们可以去任意近的两个数a、b 。获得区间(a,b) 。比如(0.0000001,0.00002) 。使用上面的操作方法 。仍然可以获得一条近似完整的数轴 。
结论:
由于所取的两个端点数可以是任意的 。所以我们可以得出结论:任意两个实数(无论是有理数还是无理数)对应的点之间都存在一段连续的数轴 。或者说 。任意两个实数之间都存在无穷多连续的实数 。其中有无穷多有理数 。也有无穷多无理数 。
该结论的一个子结论是:任意两个有理数之间都有无穷多个实数 。其中有无穷多个有理数 。也有无穷多个无理数 。
再换个说法:任意两个有理数之间 。都有无穷多个无理数 。
所以 。最终结论是:有理数是不连续的 。
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