灯下 登录
数学 / 康托尔集合论论文选 / 存在性来自大小差别

超越数必存在

康托尔把代数数可数和实数不可数合在一起,得到超越数存在的非构造性证明。

定义 5

超越数 是不是任何非零整系数多项式根的实数。

Transcendental numbers must exist because the algebraic numbers cannot fill the real line.

超越数必然存在,因为代数数填不满实数线。

刘维尔 1851 年已经构造具体超越数。康托尔的不同在于,他不需要先写出一个特殊数,而是通过集合大小证明:实数太多,代数数太少。

刘维尔证明给出一个可见样本;康托尔证明给出规模判断。前者回答“这里有一个”,后者回答“不可数多地存在”。

分步证明Step-by-step proof
1 / 4
  1. 代数数集合可数。

  2. 任意实区间不可数。

  3. 若所有实数都是代数数,实数也应可数,这与不可数性矛盾。

  4. 因此存在非代数实数,也就是超越数。

与戴德金切割 dedekind-cuts/overview、希尔伯特公理化 hilbert-grundlagen/overview、基础危机专题 math-meta/topic-foundations-crisis 和公理化运动专题 math-meta/topic-axiomatic-movement-deepening 对读。