×   HOME JAVA NETPLOT OCTAVE Traži ...
  matematika1
Racionalni brojevi     OSNOVE MATEMATIKE     Aritmetika računala


Realni brojevi

U ovom poglavlju definirat ćemo skup realnih bojeva, navesti njegova osnovna svojstva, objasniti kako rade računala i definirati apsolutnu vrijednost realnog broja.

Kada racionalne brojeve nanosimo na brojevni pravac, budući je skup $ \mathbb{Q}$ gust, mogli bismo pomisliti da njegovi elementi prekrivaju čitavi pravac. To, međutim, nije istina. Nanesemo li na brojevni pravac dijagonalu kvadrata sa stranicom dužine jedan, dobit ćemo po Pitagorinom poučku broj $ \sqrt{2}$ .

Teorem 1.8   $ \sqrt{2}\notin\mathbb{Q}$ .

Dokaz.

Prvo uočimo da je kvadrat prirodnog broja $ n$ paran ako i samo ako je $ n$ paran: ako je $ n=2p$ paran, tada je $ n^2=(2p)^2=4n^2$ također paran, a ako je $ n=2p-1$ neparan, tada je $ n^2=(2p-1)^2=4(p^2-p)+1$ neparan.

Teorem ćemo dokazati koristeći tehniku kontradikcije ili protuslovlja. Naime, ako je $ \tau(A\Rightarrow B)=\top$ i ako pokažemo da je $ \tau(B)=\bot$ , tada prema tablici istinitosti za implikaciju iz poglavlja 1.1 slijedi $ \tau(A)=\bot$ .

Ako je (A) $ \sqrt{2}\in \mathbb{Q}$ , tada je (B) $ \sqrt{2}=\frac{m}{n}$ , pri čemu su $ m$ i $ n$ relativno prosti, odnosno ne mogu se dalje skratiti. Međutim, tada je $ m^2=2n^2$ pa je prema prvom dijelu dokaza $ m$ paran, odnosno $ m=2p$ . Iz $ (2p)^2=2n^2$ slijedi $ 2p^2=n^2$ pa je $ n$ također paran. Dakle, $ m$ i $ n$ nisu relativno prosti pa je tvrdnja (B) neistinita. No, tada i tvrdnja (A) mora biti neistinita i teorem je dokazan.     

Q.E.D.

Definicija 1.17   Iracionalni brojevi su brojevi koji se nalaze na brojevnom pravcu, a nisu elementi skupa $ \mathbb{Q}$ . Skup realnih brojeva $ \mathbb{R}$ je unija skupa racionalnih brojeva i skupa iracionalnih brojeva.

Računske operacije na skupu realnih brojeva definirane su na poznati način te za njih vrijede svojstva slično kao u teoremu 1.3.

Sljedeći teorem navodimo bez dokaza.

Teorem 1.9   Vrijedi:
i)
skup $ \mathbb{R}$ je gust, odnosno između svaka dva različita realna broja postoji beskonačno realnih brojeva;
ii)
skup $ \mathbb{Q}$ je gust u skupu $ \mathbb{R}$ , odnosno između svaka dva različita realna broja postoji beskonačno racionalnih brojeva;
iii)
skup $ \mathbb{R}$ je gust u skupu $ \mathbb{Q}$ , odnosno između svaka dva različita racionalna broja postoji beskonačno realnih brojeva;
iv)
skup $ \mathbb{R}$ je neprebrojiv;
v)
elementi skupa $ \mathbb{R}$ prekrivaju čitavi brojevni pravac.

Odnos između do sada opisanih skupova brojeva je sljedeći:

  $\displaystyle \underset{\displaystyle \textrm{diskretni}}{\underbrace{\mathbb{N...
...ystyle \textrm{gusti}}{\underbrace{\mathbb{Q} \quad \subset \quad \mathbb{R}}},$    
  $\displaystyle \underset{\displaystyle \textrm{prebrojivi}}{\underbrace{ \mathbb...
...t \quad \underset{\displaystyle \textrm{neprebrojiv}}{\underbrace{\mathbb{R}}.}$    


Poglavlja


Racionalni brojevi     OSNOVE MATEMATIKE     Aritmetika računala