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L'irrationalité de la racine carrée de 2

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  • Hippasus of Metapontum
Tablette de pierre gravée de la preuve de l'irrationalité de la racine carrée de 2.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Le racine carrée de 2 is an irrational number, meaning it cannot be expressed as a ratio of two integers [latex]p/q[/latex]. The classic proof, often attributed to the Pythagoreans, is a proof by contradiction: it assumes [latex]\sqrt{2} = p/q[/latex] in lowest terms, which leads to the conclusion that both [latex]p[/latex] and [latex]q[/latex] must be even, contradicting the initial assumption.

La démonstration de l'irrationalité de √2 est une pierre angulaire de la théorie des nombres et un exemple classique de réduction à l'absurdeLe raisonnement se déroule comme suit : supposons d’abord que [latex]sqrt{2}[/latex] soit un nombre rationnelPar définition, cela signifie qu'il existe deux entiers, p et q, sans autre facteur commun que 1, tels que √2 = p/q. En élevant les deux membres au carré, on obtient 2 = p²/q², ce qui peut se simplifier en 2q² = p².

Cette équation montre que p² est un nombre pair, car il est multiple de 2. Un lemme fondamental stipule que si le carré d'un entier est pair, alors l'entier lui-même est pair. Par conséquent, p est pair. Cela signifie que p peut s'écrire sous la forme 2k, où k est un entier. En remplaçant p par 2k dans l'équation 2q² = p², on obtient 2q² = (2k)² = 4k². En divisant les deux membres par 2, on obtient q² = 2k².

Cette nouvelle équation montre que q² est également un nombre pair, et d'après le même lemme, q est aussi pair. La conclusion que p et q sont tous deux pairs contredit l'hypothèse initiale selon laquelle la fraction p/q était sous sa forme la plus simple (c'est-à-dire que p et q n'avaient aucun facteur commun). Puisque l'hypothèse initiale conduit à une contradiction, elle est nécessairement fausse. Par conséquent, √2 ne peut être un nombre rationnel et est irrationnel. Cette découverte fut révolutionnaire pour les mathématiques grecques, qui reposaient sur le principe que toutes les grandeurs géométriques pouvaient être comparées comme des rapports d'entiers.

UNESCO Nomenclature: 1205
Théorie des nombres

Taper

Système abstrait

Perturbation

Révolutionnaire

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • concept d'entiers et de nombres rationnels (ratios)
  • Principes fondamentaux de la logique, y compris la démonstration par l'absurde (reductio ad absurdum)
  • compréhension des nombres pairs et impairs
  • Pythagorean theorem, which geometrically produced the length

Applications

  • développement de la théorie des nombres réels
  • fondements de l'analyse mathématique
  • compréhension des grandeurs incommensurables en géométrie
  • changement philosophique dans la compréhension des nombres et de la réalité

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • cryptographic keys based on the digit sequence of irrational numbers
  • algorithmes pour générer des nombres aléatoires dont l'imprévisibilité est prouvée
  • nouvelles techniques de compression de données exploitant des motifs non répétitifs
  • Des conceptions architecturales basées sur des proportions incommensurables pour une esthétique unique
  • Systèmes de composition musicale utilisant des rapports de fréquences irrationnels
  • développement de codes correcteurs d'erreurs basés sur les propriétés des nombres irrationnels
  • Modélisation financière des systèmes non linéaires utilisant des constantes irrationnelles
  • Algorithmes de génération de fractales initialisés avec des nombres irrationnels
  • algorithmes de calcul quantique exploitant des déphasages irrationnels
  • Protocoles de communication sécurisés utilisant des défis de nombres irrationnels
Related to: irrational number, proof by contradiction, Pythagorean school, Hippasus, incommensurability, number theory, racine carrée de 2, integers, ratio, Greek mathematics.

Contexte historique

L'irrationalité de la racine carrée de 2

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1635
1650
1736

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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