• ベストアンサー

有理数列の存在の証明について教えてください。

問   任意のa∊Rにたいし、aに収束するような有理数列Xnが存在することを示せ。また、任意のa∊Rにたいし、aに収束するような無理数列Ynが存在することを示せ。  Xn Ynの収束についてなので、εNで最終的にまとめる方針でいます。しかし、最初の条件から、何もεNに関する情報がないため、R開区間において、無限個の無理数と無限個の有理数が存在することを使うのではないかと思っていますが、証明方針と帰着の仕方が分りません。ご教授願います。

  • ga2z
  • お礼率2% (3/104)

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • kabaokaba
  • ベストアンサー率51% (724/1416)
回答No.2

>無限個の無理数と無限個の有理数が存在することを使うのではないかと思っていますが いやそんなことは使わない 有理数列の存在なんてのは ぶっちゃけた話,実数aの小数表示を考えれば終わり 正の実数A>0に対して[A]でAの整数部分を表すとする a>0のときのみ示せば十分である b1 = [a] b2 = [10(a-b1)] b3 = [10(a-(b1+0.1b2))] b4 = [10(a-(b1+0.1b2+0.01b3)] ・・・・ とすれば Xn=b1+10^{-1}b2+10^{-2}b3+・・・10^{-(n-1)}bn が求める有理数列 Ynは Yn = Xn + 10^(-n)π とでもすればいい.πじゃなくても2^{1/2}とか適当な無理数でいい もっといえば 10^{-n}である必要もなくって,0に収束する有理数列であればなんでもいい. Xnがaに収束するのをεδで示すのは難しくない Ynがaに収束する無理数列であることはほとんど自明

その他の回答 (2)

回答No.3

この質問への直接的な回答ではありませんが、 そもそも、εδ論法にせよεN論法ににせよ、そのこころは、正体不明の扱いにくい無限という概念を使わずに、収束性や連続性を厳密に議論するために考案されたものです。 なので無限個の・・・と言った時点で論旨がずれているわけです。

  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)
回答No.1

これって, 何を仮定しているんだろう.... 例えば, 「実数」の定義に依存する可能性もありますよね.

関連するQ&A

  • 実数列の従属について教えてください。

    問、Q;有理数体、R:実数体とすると、RはQ上の(無限次元)ベクトル空間である。実数列a₁,a₂・・・an がたがいに従属であるための必要十分条件は、実数列a₁,a₂・・・anがQ上の一次従属となることである。  「実数列a₁,a₂・・・an がたがいに従属である」の定義は次の通りです。 a₁,a₂・・・akの自明でない従属関係式が存在するとき、その列はたがいに従属であると定義する。すなわち、整数n₁・・・nkで次の条件を満たすものが存在するときである。  (1)n₁a₁+…nkak=0  (2)n₁・・・nkの少なくとも一つは0でない。 一次関係式から有理数上にどう帰着させるか、逆として有理数上一次関係式から実数上で従属にどう帰着させるかが分りません。  解答方針などご教授願います。よろしくお願いします。

  • 一次従属の問題をご教授願います。

    問、Q;有理数体、R:実数体とすると、RはQ上の(無限次元)ベクトル空間である。実数列a₁,a₂・・・an がたがいに従属であるための必要十分条件は、実数列a₁,a₂・・・anがQ上の一次従属となることである。  一次関係式から有理数上にどう帰着させるか、逆として有理数上一次関係式から従属にどう帰着させるかが分りません。  解答方針などご教授願います。よろしくお願いします。

  • 数列とその部分数列の収束の証明

    ----- ----- 数列{an}がaに収束するとき、その部分数列{an(j)}がすべてaに収束することを示せ。 ----- ----- 様々な書籍を参考にしてみたのですが、 ----- 任意の部分列 {an(j)}が、その n0 より大きな添え字の項以降(nk>n0 となる k が存在して、k<j)で|anj-a|<ε ----- 上を示そうにも手こずり困っています。 部分列 {n(j)}が、自然数の単調増加列であることは解るのですが…。 大まかな道筋をお願いします

  • 数列

    一般項が a_n=Σ[k=1,n]10^(-k{k+1}/2) の数列について、 (1)コーシー列であるが、 (2)有理数Qの中では収束しない という問題です。 これがコーシー列であることは m,nをとって、 |a_m - a_n| =|Σ[k=m+1,n]10^(-k{k+1}/2)| となり、m,n→∞とすれば →0となるので、示せたと思うのですが、 この数列が有理数Qの中では収束しないことを、 どのように示したらよいのかわかりません。 どうぞ、お教えください。

  • 群数列っぽい問題

    添付の図のように自然数が1,2,3.... を1を中心に反時計回りに渦巻状に並べる。 x1=2 x2=12 x3=30・・・ のように2を先頭に右斜め上に続く数列を{xn} Y1=6、y2=20、Y3=42・・・のように 6を先頭に右斜め下に続く数列を{Yn}とするとき、 {xn}{Yn}を求めよ。 という問題で、解答では、 1からXnは横2n縦2n-1の長方形内にあるので Yn=2n(2n+1) 同様に1からYnは横2n+1、縦2nの長方形内にあるので Yn=2n(2n+1) という解説だったんですが、何をしているのかまったくわかりません。 なぜ、長方形を利用しているのか、「1からXnは横2n縦2n-1の長方形内にあるので」 「同様に1からYnは横2n+1、縦2nの長方形内にあるので」はどこからきたのか まったくちんぷんかんぶんです。この解答は何をしているのでしょう? ヒントで、 正方形状に区切りを入れて 1|2,3,4,5,6,7,8,9|10,11・・・・・25| という群数列を考えるとよい みたいなことが書いてあったのですが、これがどう関係しているのかも まったくわかりません。。。。

  • 素数が無限個存在すること(エルデシュによる証明)

    素数が無限個存在することの証明について、 素数―wikipedia―によれば、エルデシュによる素数の逆数和の 発散性の証明は、素数が無限個存在することの証明にもなっているらしいです。 (証明において、素数が無限個存在することを用いていないため・・・?) http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%B4%A0%E6%95%B0 その証明は、 背理法による。 n 番目の素数を pn とする。 素数の逆数和が収束すると仮定すると、 任意の ε > 0 に対してある自然数 N が存在して、 1/pN+1 + 1/pN+2 + 1/pN+3 + ... < ε となる。 ★ いま、 ε = 1/2 としよう。任意の自然数 n に対して ・・・・・・・・ と説明されているのですが、 ★マークの部分がよくわかりません。 素数が無限個存在することを使用しているのでは!? もし有限なら、はるかに小さいεがとれないのではないでしょうか? どうかご教授ください。

  • コーシー列の定理についての証明

    お世話になります。 同値の定義を『2つのコーシー列{an},{bn}について与えられたrに対して、|am - bn| <1/r m.n>NになるようなNが存在する時、{an},{bn}は同値でありA二重波線Bと表すことが出来る。』とする時、 定理;Sが有理数のコーシー列で、しかもSが数列{(n,0)}と同値ではない時 1,0よりも大きい正の整数rが存在し、すべてのnについて 、SはTと同値で、tn>= 1/r もしくはtn<= -1/rを満たす、有理数のコーシー列 T={(n,tn)}が存在する。 2,上のtnについて、{(n,1/tn)}はコーシー列である。 1を証明しようとしたのですが、SがTと同値になるのは分かるのですが、どうやって、tn>= 1/r もしくはtn<= -1/rであることを証明すればいいのか分かりません。 2に関しては数列{(n,1/n)}が0に収束するを使いたかったのですが、どうやって書けば良いのか分かりません。 なるべくわかりやすく教えてください。宜しくお願いします。

  • √nが有理数である又はないことの証明。

    √3が有理数でないことを、背理法で論証する場合。 √3=a/b(aとbは互いに素であるとする。)と置く。 3b^2=a^2である。 a^2は3の倍数であるので、aは3の倍数であり、a=3cとおくことができる(この事は対偶の真偽で論証できる。) 3b^2=9c^2 b^2=3c^2 であり、b^2が3の倍数なので、bも3の倍数であることが分かる。 よって、a/bは既約分数であることから矛盾が生じ、有理数でないことが言える。 これが√3が有理数でないことの証明だそうです。 次に、nを整数として、√nが有理数でないことを、背理法で論証する場合。 √n=a/b(aとbは互いに素であるとする。)と置く。 nb^2=a^2である。 a^2はnの倍数であるので、aはnの倍数であり、a=ncとおくことができる nb^2=n^2c^2 b^2=nc^2 であり、b^2がnの倍数なので、bもnの倍数であることが分かる。 よって、a/bは既約分数であることから矛盾が生じ、有理数でないことが言える。 ただしn=1.4.9.16・・・といった場合、√n=1.2.3.4・・・といったように、√nは有理数になってしまいます。 このやり方では√nが有理数でも、有理数でないと言えてしまいます。 √nが有理数の場合、有理数であると論証でき、√nが無理数の場合、有理数でないと論証できる方法を教えてください。

  • 実数の構成

    こんにちは。今有理数から実数を構成しています。その方法としては、有理数aに収束するすべての有理数の数列を考え、その同値類を実数と定義し、 コーシー列の定義(ε-n法)によって実数に収束する実数列を考えてきました。 今以下のような問題が与えられています。 1. x^2=2 となるような実数xがあることを示せ。 2. bが有理数の時,bに収束する無理数の数列がある事を示せ。 まず1についてですが、背理法によりxが有理数にならない事を証明し(証明済み)そうすればxは無理数になるとしたかったのですが、今の段階でこの世に有理数と無理数しかないと想定してはいけないので、この方法は使えそうもありません。 今の所無理数とは上に述べたaに収束するすべての有理数の数列の値域以外にある数を言うようです。 2.に関しては、有理数の数列ならば、コーシー列の定義により可能なのですが、お手上げです。どなたか詳しいかた証明法やアイデア等、詳しく教えてください。宜しくお願いします。

  • 有理数と無理数について

    「有理数は有限小数または循環小数となり、無理数は循環しない無限小数となることを示せ」という問いに関してアドバイスを下さい。   私的に考えた解答を書いてみます。  有理数とは、mおよびnが整数である時、m/nを有理数と呼ぶ。つまり、有限小数または循環小数が分数であるならば、有理数は有限小数または循環小数と言える。 例えば循環小数A=0.12121212・・・・を分数にする。 (10xA)-A=(12.12121212・・・)-(0.12121212・・・)     9A=12      A=4/3 となり、循環小数Aは分数となり有理数は有限小数または循環小数である。・・・・・どうでしょうか? 「無理数が循環しない無限小数である」というのは実数数において有理数以外のものが無理数だと認識している私は、分数表示できない数は無理数である・・としか示せないので、なんだか上手に表現できません。 アドバイス待ってます。