1樓:
「中間存在空隙」的意思就是:有理數的戴德金分割沒有乙個有理數作為分界。
已經是全體有理數了,對不對?而A和B裡面的有理數都不是分界,所以說A,B之間沒有分界。
而實數集是不存在空隙的,也就是說,實數集的戴德金分割總有乙個實數充當分界。
至於「一開始就已經預設無理數的冪運算和有理數一樣了嗎?」
這個要這麼看,我們引入負數、分數、無理數、虛數的時候,一開始就是抱著盡量不要破壞既有的運算規律設定的。
但是在論證過程中,不能使用。
在論證之後才能確信。
如果論證之後發現不符合怎麼辦?重新定義乙個符合的試試。
如果就是不符合怎麼辦?承認理想的結構不存在的事實。
2樓:
因為我們有乙個信念:實數必須要是完備的。
所謂完備,就是對極限運算封閉,否則分析中很多非常基礎的定理就不成立了。(weierstrass定理,上確界定理,列緊性……都不成立了,那數學分析的基礎就不在了)
對完備直觀的理解,就是實數上面沒有「洞」,實數可以和直線建立雙射。而我們發現有理數不能和直線建立雙射,比如直線上滿足x^2=2的線段存在(能用尺規做出來),而在有理數中卻沒有此數
所以,實數模型中有完備公理
設A、B是兩個包含於R的集合,且對任何x屬於A,y屬於B,都有x小於y,那麼必存在c屬於R,使得對任何x屬於A,y屬於B,都有x小於c小於y
(抱歉手機打字排版不好)
完備公理保證了你那個分割可以找到乙個有理數之外的實數,即無理數。
另外,個人感覺用基本列定義實數的方法更加自然。有理數列的極限不一定在有理數中,那麼將導致取極限的時候,明明數列收斂,但是極限在有理數中不存在,非常不方便。於是擴充套件數域,使極限運算在實數中封閉,這是非常自然的想法。
就像除法整數環上不封閉,於是擴充套件成有理數域一樣。
另:實數的運算是先於實數存在的,運算跟元素本身無關,不管有理數無理數,都可以做乘法。
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