Inom matematiken är irrationella tal reella tal som inte är rationella tal, det vill säga tal som inte kan skrivas som a/b, där a och b är heltal samt b skilt från noll. Det går att beskriva som mängden av alla reella tal som inte tillhör de rationella talen

Det kan visas att de irrationella talen är de tal som på decimalform har en oändlig följd av decimaler som inte består av ett oändligt antal periodiska upprepningar. Ett irrationellt tal är antingen ett algebraiskt tal eller ett transcendent tal.

De irrationella talens kardinalitet är kontinuums mäktighet. Informellt uttryckt betyder det att nästan alla reella tal är irrationella.[1][2][3]

Exempel på irrationella tal

redigera

Enkla exempel på irrationella tal är kvadratroten ur två, π och basen för den naturliga logaritmen, e. Nedan följer ett antal bevis för irrationaliteten för ett antal klasser av tal.

Kvadratrötter

redigera

Ett naturligt tal är kvadratfritt om det inte finns någon primtalskvadrat som delar det. Kvadratroten av tal som är kvadratfritt är irrationellt, speciellt ger detta att kvadratrötterna av alla primtal är irrationella.

Detta kan visas med ett motsägelsebevis. Antag att d är ett kvadratfritt tal. Då finns ett tal n så att

 

som ger

 

Antag nu att  , dvs att kvadratroten är rationell, och att q är det minsta talet då kvadratroten kan skrivas på detta sätt, det minsta positiva heltalet så att   är ett heltal. Man får då att

 

också är ett heltal. Men av olikheten ovan får man att

 

så att   är alltså ett mindre heltal som multiplicerat med   blir ett heltal. Detta motsäger definitionen av q och alltså är   irrationellt.

Logaritmer

redigera

Man kan visa att vissa logaritmer av tal är irrationella med motsägelsebevis.

Antag exempelvis att   är rationellt, dvs:

 

för heltal m och n. Det följer att

 

Med primtalsfaktoriseringar av 10 och 2 får man att

 

Dock följer av aritmetikens fundamentalsats att vänsterled och högerled aldrig kan vara lika, då m och n är heltal, eftersom både 5 och 2 är primtal och därmed inte delar några primtalsfaktorer. Alltså är 10-logaritmen av 2 irrationell.

Källor

redigera
  1. ^ Cantor, Georg (1955, 1915). Contributions to the Founding of the Theory of Transfinite Numbers. New York: Dover. ISBN 978-0-486-60045-1. http://www.archive.org/details/contributionstot003626mbp 
  2. ^ Adrien-Marie Legendre, Éléments de Géometrie, Note IV, (1802), Paris
  3. ^ Rolf Wallisser, "On Lambert's proof of the irrationality of π", in Algebraic Number Theory and Diophantine Analysis, Franz Halter-Koch and Robert F. Tichy, (2000), Walter de Gruyer

Externa länkar

redigera