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[数论] 任意一个区间中总存在有理数和无理数

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abababa 发表于 2021-5-17 17:27 |阅读模式
如题,给定区间$(a,b)$,其中$a<b$,区间中一定存在有理数和无理数,但我这个是直接通过结论:有理数集是稠密的来得到的。
要如何确实构造出这么一个有理数$r$和无理数$s$呢?
有理数我想的是$b>a$,于是$b-a>0$,然后总存在整数$n$使得$n(b-a)>1$,这时就有$nb-1>na$,然后令$r=nb-1$,则$r$是整数并且$nb>r>na$,这时$b>\frac{r}{n}>a$,就弄出来了,无理数的我没想出要怎么弄。

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 楼主| abababa 发表于 2021-5-17 20:17
回复 1# abababa
我明白了,还是用那个阿基米德性质,也存在整数$n$使得$n(b-a)>\sqrt{2}$,然后取$c=[na]+\sqrt{2}$,其中$[x]$表示不超过$x$的最大整数。就有$c=[na]+\sqrt{2}>[na]+1>na$,也有$c=[na]+\sqrt{2}\le na+\sqrt{2}<nb$,这样的话就有$c\in (na,nb)$,然后$\frac{c}{n}\in(a,b)$。因为$c$是无理数,$n$是整数,所以$\frac{c}{n}$还是无理数。

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