比麦克斯韦方程修正还吓人。”
“吓人多了。”池俊拍了拍李战的肩膀,唏嘘道:“麦克斯韦方程顶多算复杂,而π变成有理数,那是宇宙在告诉你一一重开吧。”
李战忍不住笑道:“那我决定不去算π。”
池俊别有深意地回应道:“可是π已经计算到了小数点后面12.1万亿位了。”
李战随口道:“算下去没有用,直接证明π不是有理数就行了。”
池俊骤然问道:“怎么证明?”
李战脑子里飞快地回忆起高中数学课上的情景,“我的高中数学老师当年说,证明π是无理数,得先知道什么是有理数。”
“有理数是能写成两个整数之比的数。”
李战比划着,“比如分数形式p/q,其中p和q没有公因数,q不为零。”
池俊点点头,算是默认这个开场没问题。
“关键是,圆周率π,不可能被写成这种分数。”李战翻手在空中画了个圆,解释道:“因为如果它是有理数,很多圆的性质会变得代数化,但它其实是个超越数。”
“你高中就知道超越数?”池俊挑了挑眉。
“知道个大概,老师讲过林德曼定理,说e的任何非零有理数次幂都是超越数,后来证明π是无理数,是先证明e^(iπ)=-1这个欧拉公式成立,再用林德曼定理推π必然不是有理数。”
李战说得很认真,“但我们高中的做法不讲那么深,也通俗易懂,老师举过一个类比。”
“如果π是有理数,就可以精确构造正多边形无限逼近圆,从而得到一个有限步骤的‘平方圆’方法。”
“但这个方法早被数学家证明不可能完成,因为那需要π是代数数,而π实际上超越了所有代数方程的解。”
李战是怕池俊没听明白,又回忆道:“简单说,假设π=p/q,然后推导到最后,会发现矛盾,要么出现一个本来不可能存在的整系数多项式根,要么等于你能用尺规作图画出圆面积等于正方形面积的图形。”
“而尺规作图三大不可能之一,其中就有‘化圆为方’。”
池俊咂舌,“所以你的高中数学老师直接用不可能作图来侧面证明?”
李战点头道:“对,但那只是直觉版本,严谨一点,就是用反证法,假设π=p/q,再利用无穷级数展开,比如圆的正弦、余弦级数,推导
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