第三百七十一章 林德曼證明π是無理數(shù)(超越數(shù))
以前的人計算圓周率,是要探究圓周率是否是循環(huán)小數(shù)。
自從1761年Lambert證明了圓周率是無理數(shù)。
蘭伯特知道了麥克勞林級數(shù),表示出了正弦和余弦的無窮級數(shù)的表達式子。
蘭伯特就知道了正切就是正弦比余弦,那么正切的無窮級數(shù)也可以表示出來了。
用了很久的時間,蘭伯特寫出了正切的表達式,這是一個有趣的連分式。
同時蘭伯特認為,如果四分之π的正切值等于一,那么此中的x就是無理數(shù)無疑了,也就是四分之π就是無理數(shù),那么π就是無理數(shù)了。
林德曼在1882年解決了一個關(guān)于π的重要問題時,證明了π是一個“超越”數(shù),即π不可能是代數(shù)方程(一個僅含x的指數(shù)項的方程)的解。
林德曼用反證法,假設(shè)π,也就是πi是一個多項式方程的一個解,他把n次的標準多項式轉(zhuǎn)化成每一項都是e指數(shù)加1這種形式,如果有πi這個解的話,這個多項式就是0,這是因為歐拉方程的緣故。
使用了域論的知識,證明里面每個解有理組合后的值是有理數(shù),就說明沒有πi這個解。
通過解決這個難題,林德曼給出了“化圓為方”這一問題的結(jié)論,此問題為:給定一個圓,如何利用一對圓規(guī)和直尺,構(gòu)造一個和它面積一樣的正方形。林德曼最后證明了,這個問題是不可能做到的。
因此,“化圓為方”問題僅用直尺和圓規(guī)是無法完成的。