数学考研证明e是无理数

更新时间:2025-12-13 07:06:30
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证明e是无理数,我们可以采用反证法。假设e是有理数,那么存在两个互质的正整数p和q(p和q的最大公约数为1),使得e可以表示为分数形式,即e = p/q。

由于e是自然对数的底数,我们可以利用泰勒级数展开e的表达式:e = 1 + 1/1! + 1/2! + 1/3! + ... + 1/n! + ...。

考虑e的n次幂(n为任意自然数),我们有(e^n) = (p/q)^n。现在我们将两边取自然对数:

ln(e^n) = ln((p/q)^n)

n * ln(e) = n * ln(p/q)

由于ln(e) = 1,上式简化为:

n = n * ln(p/q)

这意味着ln(p/q) = 1/n。但是,ln(p/q)表示两个互质正整数之比的自然对数,而1/n表示一个有理数,两者不可能相等。因此,我们得出矛盾。

所以,假设e是有理数是错误的,故e是无理数。

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