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√2 に対応する Cauchy 列と Dedekind 切断
「数の拡張」の数学では,実数は有理数を素材にして構築されます。 そして,この構築方法に,Cauchy 列と Dedekind 切断の二つの方法があります。
以下,無理数 √2 に対応する Cauchy 列と Dedekind 切断を示します。
正方形の辺の長さと対角線の長さに対するユークリッドの互除法は,延々と続いて終わりません。そしてこれは,√2 が無理数であることの直接証明になっています。(
√2 が無理数であることの証明
)
いま,正方形の辺と対角線の長さ,互除法の中で現れる余りの線分の長さに,つぎのように記号をあてます:
このとき,つぎの関係が成り立っています:
の左辺は量の等式,右辺は数の等式。
の右辺の「量/量」は,この2量の比になっている数。
そしてこれから,つぎが導かれます:
√2 に対応する Cauchy 列
ここで,つぎの数列を考えます:
これは,√2 に対応する Cauchy 列になります。
√2 に対応する Dedekind 切断
さらにつぎの集合をつくります:
この2つの集合は,√2 に対応する Dedekind 切断になります。