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数轴表示法(数轴的稠密性)

数轴表示法(数轴的稠密性)上述性质可以认为是公理。这等价于说,对于任何正实数a、b,如果 a<b,则存在自然数n,有na>b 即两个无理数之间存在无穷多个有理数:先介绍阿基米德性质。阿基米德性质可以认为以下二句叙述的任一句:

任何两个有理数之间存在无穷多个有理数:

数轴表示法(数轴的稠密性)(1)

数轴表示法(数轴的稠密性)(2)

同理,一个有理数和一个无理数之间存在无穷多个无理数。

两个有理数之间存在无穷多个无理数:

数轴表示法(数轴的稠密性)(3)

把根号2换成根号p p为非完全平方数,即得无穷多个。

两个无理数之间存在无穷多个有理数:

先介绍阿基米德性质。

阿基米德性质可以认为以下二句叙述的任一句:

  1. 给出任何数,你总能够挑选出一个整数大过原来的数。
  2. 给出任何正数,你总能够挑选出一个整数其倒数小过原来的数。

这等价于说,对于任何正实数a、b,如果 a<b,则存在自然数n,有na>b 即

数轴表示法(数轴的稠密性)(4)

上述性质可以认为是公理。

现在假设y-x<1,则根据阿基米德性质,有n(y-x)>1 n为自然数。由于ny和nx之间的间隔大于1,所以两者之间必然包含一个整数,假设这个整数是m 则存在关系nx<m<ny 也就是

数轴表示法(数轴的稠密性)(5)

而m/n是有理数,再取半操作重复应用,所以得到两个无理数之间存在无穷多个有理数。

综合上述内容,数轴上任意两个数(包括有理数和无理数)之间,包含了无穷多个其它的数字(同样包括有理数和无理数),所以数轴是稠密的。

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