Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
家 » 2の平方根の無理性

2の平方根の無理性

-500
  • Hippasus of Metapontum
Stone tablet inscribed with the proof of the irrationality of the square root of 2.

(画像はイメージです)

の 2の平方根 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.

[latex]sqrt{2}[/latex]の無理性の証明は数論の基礎であり、古典的な例である。 背理法議論は次のように進みます。まず、[latex]sqrt{2}[/latex] が 有理数定義によれば、これは、1 以外の共通因数を持たない 2 つの整数 [latex]p[/latex] と [latex]q[/latex] が存在し、[latex]sqrt{2} = p/q[/latex] となることを意味します。両辺を二乗すると [latex]2 = p^2/q^2[/latex] となり、これを [latex]2q^2 = p^2[/latex] と変形できます。

この式は、[latex]p^2[/latex]が2の倍数であるため偶数であることを示しています。重要な補題は、整数の2乗が偶数であれば、その整数自体も偶数でなければならないということです。したがって、[latex]p[/latex]は偶数です。これは、[latex]p[/latex]が、ある整数[latex]k[/latex]に対して[latex]2k[/latex]と書けることを意味します。[latex]p=2k[/latex]を方程式[latex]2q^2 = p^2[/latex]に代入すると、[latex]2q^2 = (2k)^2 = 4k^2[/latex]が得られます。両辺を2で割ると、[latex]q^2 = 2k^2[/latex]が得られます。

この新しい方程式は、[latex]q^2[/latex]も偶数であることを示しており、同じ補題により、[latex]q[/latex]も偶数でなければなりません。[latex]p[/latex]と[latex]q[/latex]の両方が偶数であるという結論は、分数[latex]p/q[/latex]が最も簡単な形である(つまり、[latex]p[/latex]と[latex]q[/latex]に共通因数がない)という最初の仮定と矛盾します。最初の仮定は矛盾につながるため、仮定は誤りでなければなりません。したがって、[latex]sqrt{2}[/latex]は有理数にはなり得ず、無理数です。この発見は、すべての幾何学的量を整数の比として比較できるという前提に基づいて構築されていたギリシャの数学にとって革命的なものでした。

UNESCO Nomenclature: 1205
数論

タイプ

抽象システム

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 整数と有理数(比率)の概念
  • 論理学の基本原理(背理法による証明を含む)
  • 偶数と奇数の理解
  • Pythagorean theorem, which geometrically produced the length

アプリケーション

  • 実数論の発展
  • 数学的解析の基礎
  • 幾何学における非可換量の理解
  • 数と現実の理解における哲学的転換

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • cryptographic keys based on the digit sequence of 非合理的 numbers
  • algorithms for generating provably unpredictable random numbers
  • new data compression techniques exploiting non-repeating patterns
  • architectural designs based on incommensurable ratios for unique aesthetics
  • musical composition systems using irrational frequency ratios
  • development of error-correcting codes based on irrational number properties
  • financial modeling of non-linear systems using irrational constants
  • fractal generation algorithms seeded with irrational numbers
  • quantum computing algorithms leveraging irrational phase shifts
  • secure communication protocols using irrational number challenges
Related to: irrational number, proof by contradiction, Pythagorean school, Hippasus, incommensurability, number theory, 2の平方根, integers, ratio, Greek mathematics.

歴史的背景

2の平方根の無理性

-300
-300
-350
-500
150
1640
1650
-300
-300
-300
-400
-550
1635
1650
1736

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

フルサイズの画像とダウンロードは、登録会員のみが100%無料で利用できます。