如何理解实数的连续性 什么叫实数

什么叫实数(如何理解实数的连续性)

如何理解实数的连续性  什么叫实数

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很多人都知道:在实数范围内 , 每一个实数都可以用数轴上的点来表示;反过来 , 数轴上的每一个点都表示一个实数 , 我们说实数和数轴上的点一一对应 。
【如何理解实数的连续性什么叫实数】什么叫一一对应?一条数轴上有无数个点 , 可以说是“密密麻麻”的 , 实数有无数个 , 数都数不清楚 。有理数和无理数构成实数 , 在直线上取定一个原点 , 一个单位长和一个方向 , 直线就成了数轴 。因此 , 数轴上的每个点代表一个实数 , 每个实数都可以用数轴上的一个点表示 。实数可以连续变化 , 就是说点可以在数轴上连续地运动 。
如整数由小到大的变化是跳跃式的 , 从整数1到整数2 , 中间没有任何整数;但有理数从1变到2 , 它们之间是密密麻麻的 , 跨过了许多分数 , 看上去找不到一段“空白” , 中间似乎没有跳跃 。事实上有理数从l变到2并非连续地变化 , 因为中间跨过了许多无理数 , 如2的算术平方根 。
因此 , 有理数之间的“空白部分”加上无理数构成实数 , 实数就可以连续变化 。这种连续性可以说变量x从1变到2 , 意味着x要取遍1到2之间的一切实数 。
我们设想用一把剪刀剪断数轴 , 把数轴剪成两段 , 那么剪刀一定会剪在某个点上 , 即剪中了某一个实数 。如果剪刀只是剪在一个隙缝上 , 意味着实数就不是连续的 。
如何理解实数的连续性  什么叫实数

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这时候有读者会产生疑问 , 如果没有隙缝 , 那么应该剪在哪里呢?如果剪在某一个点上 , 那么这个点在哪半截数轴上呢?我们假设是从数轴点A处被剪断的 , 那么这个点不在左半截上 , 就在右半截上 。因为点不可分割 , 同时不会消失 , 所以不会两边都有 , 也不会两边都没有 。因此 , 不管把数轴从什么地方分成两半截 , 总有半截是带端点的 , 而另外半截没有端点 。从这个假想中我们可以领会到数轴、实数的连续性 。
如果把全体负有理数放在一起组成甲集合 , 所有正有理数组成乙集合 , 则甲集合无最大数 , 乙集也无最小数 。若从甲乙两个集合之间剪一刀 , 就剪在缝里了 。然而在实数系中 , 这个缝就是用无理数填补起来 。
这样把有理数分成甲、乙两部分 , 使乙中每个数比甲中每个数大 , 这种分法叫做有理数的一个戴德金分割 , 简称分割 。有理数的每个分割确定一个实数 。有缝隙的分割确定一个无理数 , 没有缝隙的分割确定一个有理数 。这样建立实数系的方法是德国数学家戴德金(J.W.R.  , 1831~1916)提出来的 。
我们把全体实数分成甲、乙两个非空集合 , 如果甲集合里任一个数a比乙集合里的任一个数b都小 , 或者甲集合里有最大数 , 或者乙集里有最小数 , 两种情况必居其一 , 有且只有一种 , 这就叫做实数的连续性 。
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