证明 tan1° 是无理数
互联网上有一道有名的据说是京都大学的入学题(未经考证),证明 tan1° 是无理数。
看大多数的解法都是反复用二倍角公式和和角公式推到一个 60° 上,归约过程很长。还不如和角公式加数学归纳法一下直接就能证明对所有正整数 tanx° 都是有理数,然后就矛盾了。
特别对于我这种四则运算日常算错的人,少算一个具体数字是一个。
证明过程
证明 $tan1°$ 是无理数,即证明 $tan1°$ 是有理数这一结论为假。
假设存在一个 $x, x\in \mathbb{Z^{+}}$,使得 $tanx°$ 是有理数;那么 $tan(x+1)° = \frac{tanx° + tan1°}{1 - tanx°tan1°}$ 也是有理数。
假如 $tan1°$ 是有理数,由数学归纳法可得,对于所有 $x, x\in \mathbb{Z^{+}}$,$tanx°$ 都是有理数。
我们知道 $tan60° = \sqrt{3}$,而 $\sqrt{3}$ 是无理数,因此 $tan1°$ 是有理数的假设是错误的。
因此 $tan1°$ 是无理数。
证明完毕。
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