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超越数

1844
  • Joseph Liouville
数学家在历史研究中探讨超越数。.

(图片仅供参考)

超越数是指非代数数的实数或复数,也就是说,它不是任何非零整数(或有理数)系数多项式方程的根。所有超越数都是 无理但并非所有无理数都是超越数(例如,√2 是无理数,但它是代数数,因为它是 x² = 2 = 0 的根)。

The concept of transcendental numbers distinguishes a special class within the irrationals. While algebraic numbers are roots of polynomials with integer coefficients, transcendental numbers “transcend” this algebraic description. Joseph Liouville was the first to prove the existence of such numbers in 1844 by constructing a specific class of numbers, now called Liouville numbers, and showing they could not be algebraic. A famous example of a Liouville number is [latex]\sum_{k=1}^{\infty} 10^{-k!} = 0.11000100…[/latex].

证明某个数是超越数通常极其困难。查尔斯·埃尔米特于1873年首次证明了欧拉数e是超越数。后来,在1882年,费迪南德·冯·林德曼证明了π是超越数。林德曼-魏尔斯特拉斯定理推广了这一结果,指出如果α₁, α₂, αₙ是不同的代数数,那么e⁻¹, α₂, e⁻ᵗ在这些代数数上线性无关。林德曼对π的证明最终解决了“化圆为方”这一古老的难题。使用圆规和直尺证明这是不可能的,因为这需要构造长度为 [latex]sqrt{pi}[/latex] 的线段,而 [latex]sqrt{pi}[/latex] 也是超越数,因此是不可构造的。

UNESCO Nomenclature: 1101
– 纯数学

类型

抽象系统

中断

重大的

用法

广泛使用

前体

  • 多项式代数的发展
  • 欧拉和高斯提出的代数数概念
  • 证明 *e* 和 [latex]pi[/latex] 无理性
  • 连分数运算

应用程序

  • 化圆为方问题(证明其不可能)
  • 丢番图逼近
  • 数论研究
  • 数学基础

专利:

NA

潜在创新理念

  • 利用超越数论中的新技术求解丢番图方程
  • algorithms for computing digits of [latex]\pi[/latex] and *e* to extreme precision
  • 量子物理学中涉及超越常数的理论模型
  • 安全性依赖于超越数性质的高级加密协议
  • 基于超越数数字非重复性的形式语言理论应用
  • 随机数生成的新方法
  • 动力系统和混沌理论的分析
  • creation of mathematical art and music based on the digit sequences of [latex]\pi[/latex] or *e*
  • investigation into the algebraic independence of numbers like [latex]\pi[/latex] and *e*
  • 数学中用于自动证明辅助的工具
相关概念:超越数、代数数、多项式、整数系数、π、e、刘维尔数、数论 无理数化圆为方。

历史背景

超越数

1750
1790
1800
1844
1874
1893
1900
1585
1779
1799
1801
1850
1875
1897
1950

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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