电影《误杀》里有句台词:
当你看过1000部以上的电影,这世界上压根没有什么离奇的事情!
“假作真时真亦假,无为有处有还无”
生活中很多地方存在以假乱真的山寨货,比如:雪碧(雷碧);黑妹牙膏(你妹牙膏);中国石化(中口石化)……
让人啼笑皆非!
数学理也有些数字是“山寨数”,我们都知道,实数分为有理数和无理数两大类,有的数看着像有理数而实质上是无理数,有些数看着是无理数,其实是有理数……
只是它们披着不同的外衣让我们对其判别出现偏差,我们今天就玩一下这样的数。
山寨数之“穿着繁分数外衣的无理数”
我们看一下下面的数:
乍一看这个数,这不就是个繁分数吗?而分数属于有理数的范畴,经过计算应该总能得到一个有理数……
可事实不是如此……
我们用方程的方法来解决它,设这个数为x,利用无限的计算时,去掉有限的部分后剩下的部分与原无限部分相等。
得到方程:
解得:
很明显,x是一个无理数,这个数我们成为黄金分割数φ.
那么,如果将上述式子中的1改成别的正整数呢?比如,2、3、4、……
同样的方法,可以得到都是一个无理数……
我们用n(n为正整数)来进行探讨,
将此方程化为整式方程后,得到:
此一元二次方程的判别式△=n×n+4n,很明显不是一个完全平方数,故方程的解为无理数。
有理数中混进了无理数,那么无理数中也会混进来有理数
山寨数之“披着根式外衣的有理数”
根号下2(2的算术平方根)很明显是个无理数,一直加下去再开方应该还是个无理数,所以石锤了,这是个无理数,事实果真如此吗?
还是用方程的方法……
则:
解这个方程,得到x=2或x=-1(舍),这个数是2,
如果将根号下的数字2换成1、3、4、5、……n呢?结果也是正整数吗?
我们以n为例,
按上面方法,得到该方程的解为:
我们发现,当n=1时,
它与上面第一个例子中的x互为倒数:
亦即:
若x为有理数,则1+4n是完全平方数,我们试着反推一下,若x是正整数,x与之间n应该满足什么等量关系,从上面化简后的整式方程可知:
若使得结果为正整数(大于1)则n=2^2-2=2×(2-1);3×(3-1);4×(4-1)……
只有当n为2、6、12、20、30……这样的整数时,才能得到结果为大于1的正整数;
这是二次方根,如果是三次方根、四次方根呢?
方法也是显而易见的,也是用方程的方法来探讨。
同理,我们可以得到:
即:要使得结果x为正整数,n满足上述等式。
那么,四次方根、五次方根……k次方根呢?(其中,k≥2,且k为正整数)
同理可得:
有小伙伴会提出疑问,如果给我们n,如何解上面的高次(k次)方程呢?
给出上述特殊n值的求解方法,因式分解法,(注意:这里的n值满足x为正整数)
比如:
我们可以整理得到:
将方程左边因式分解,得:
即x=3.
……
生活中没有方程解决不了的数学题,如果有,那就多设个未知数吧……
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