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关于指数是无理数时的定义的问题

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今天无意间看到证明指数的推广的视频。发现无理数幂的证明感觉有种用A证明B,再用B证明A的感觉,去网上找也找不到合理的解释,就来问问吧里的大佬了。
看到的解释是利用有理数幂进行左右逼近来,比如2^3.1<2^π<2^3.2,然后将3.1和3.2从π的左右分别逼近求得近似值。但问题是用这个方法的前提是指数函数连续,指数函数连续的必要不充分条件是指数函数在无理数为指数时有定义。
这就是用指数函数连续来证明指数函数在指数为无理数时有定义,再用此来证明指数函数连续一样。用自己证明自己,看着很矛盾。具体的证明指数为无理数时有定义的方法是什么。


IP属地:江西来自手机贴吧1楼2021-09-27 21:30回复
    我记得有一种特殊的函数,比如(当x为有理数时,y=1,当x为无理数时,y=0),对于这个函数,你不可能用两个无限逼近π的有理数为自变量,来证明当x=π时,y=1,因为这个函数本身就是不连续的。同理,(在此之前你不知道指数函数是否连续)在定义出例如2^π这类数时,应该先得确定2^π与有一个无限小数相等,不然2^π也可以是一个很奇怪的数,比如是超脱虚数之外的数。举个不恰当的例子,我说2^π次方=3a(a是虚数之外的数),所有的无理数幂都与a有关。那么就证明指数函数在虚数空间不连续(这不很奇怪吗)。


    IP属地:江西来自手机贴吧2楼2021-09-27 21:51
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      定义 x^a = exp(alnx)


      IP属地:山东来自Android客户端3楼2021-09-27 22:33
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        总结一下,关于无理数幂,有两个问题:(前提)如果不能证明无理数指数幂有一个确切的值的情况下,无法确定指数函数是否连续。所以下面有两个问题需要证明:
        1,无理数指数幂是否在数轴上(与一个无限小数或有限小数相等相等)。
        2:假设问题1成立的情况下:对于指数函数,会不会出现x为有理数时,y在一条函数图像上。x为无理数时,y在另一条函数图像上(或者值的大小毫无规律)。举个类似的函数(当x为有理数时,y=x^2,当x为无理数时,y=-x^2)。


        IP属地:江西来自手机贴吧4楼2021-09-27 23:10
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          无理指数幂不是这么定义的
          a^x=sup{a^r:r<x,r∈Q}


          IP属地:江苏来自Android客户端5楼2021-09-27 23:34
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            我的数分书上,无理数指数幂是用确界原理定义的,并不是连续性


            IP属地:广东来自Android客户端6楼2021-09-28 08:34
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              我从极限方面提供一个思路,不是说定义无理数幂哈,以2^√2为例
              首先定义一个数列{an|lim(an²)=2且an>an-1且ak=p/q,p,q∈N+}(不考虑an为负),这个数列只保证极限是√2以及数列的指向,不会出现震荡的情况,还有数列的任意一项必须为有理数,具体数列每一项是多少是不确定的,比如完全可以让a1为0.1,a2为0.5,等等,由于有理数幂的定义以及运算等等是很清晰的,所以可以根据an这个数列得到另一个数列:2^an,然后对an取极限,如果2^an也是有极限的,这个极限就可以定义为无理数幂2^√2


              IP属地:安徽来自Android客户端7楼2021-09-28 11:06
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