Μαθηματικά (B' Γυμνασίου) - Βιβλίο Μαθητή (Εμπλουτισμένο)
2.2. Άρρητοι αριθμοί-Πραγματικοί αριθμοί

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Άρρητοι αριθμοί

Οι Πυθαγόρειοι πίστευαν ότι ο λόγος δύο οποιωνδήποτε μεγεθών μπορεί να εκφραστεί ως λόγος δύο φυσικών αριθμών. Στην πεποίθηση αυτή είχαν στηρίξει όλη την κοσμοθεωρία τους και προσπαθούσαν να επιλύσουν προβλήματα από τον πραγματικό κόσμο.

Η πρώτη κρίση στα Μαθηματικά εμφανίστηκε όταν, σύμφωνα με την παράδοση, ο Ίππασος ο Μεταπόντιος (450 π.Χ. περίπου) «αποκάλυψε» τον «άρρητο»

Σύντομα βρέθηκαν και άλλοι άρρητοι αριθμοί. Ο Εύδοξος ο Κνίδιος (407 - 354 π.Χ.) ήταν αυτός που έβγαλε τους Πυθαγόρειους από την κρίση θεμελιώνοντας ένα μεγάλο μέρος της μελέτης των άρρητων αριθμών. Ας δούμε, όμως, πώς οδηγηθήκαμε στην ύπαρξη των αρρήτων. Στο διπλανό σχήμα έχουμε ένα τετράγωνο πλευράς 1cm και θέλουμε να υπολογίσουμε τη διαγώνιο x του τετραγώνου.
Από το Πυθαγόρειο θεώρημα έχουμε:, οπότεx = $\sqrt{2}$.

Oι Πυθαγόρειοι απέδειξαν ότι o αριθμός $\sqrt{2}$ δεν μπορεί ναπάρει τη μορφή $\dfrac{μ}{ν}$, όπου μ, ν ακέραιοι με ν ≠ 0, δηλαδή δενείναι ρητός. Γι’ αυτό λέγεται άρρητος.

Γενικά :

Kάθε αριθμός που δεν μπορεί να πάρει τη μορφή $\dfrac{μ}{ν}$, όπου μ, νακέραιοι με ν ≠ 0, ονομάζεται άρρητος αριθμός.

 

Μικροπείραμα Πείραμα

 

Για να προσεγγίσουμε τον αριθμό x, παρατηρούμε διαδοχικά ότι:

 

 

 

Στην προηγούμενη παράγραφο συμβολίζαμε με τον θετικό αριθμό που, όταν υψωθεί στο τετράγωνο, μας δίνει τον αριθμό α.

Επομένως, τον αριθμό x που προσπαθούμε να βρούμε έτσι ώστε , μπορούμε να τον συμβολίζουμε με , αλλά δεν μπορούμε να τον υπολογίσουμε με ακρίβεια, παρά μόνο προσεγγιστικά. Αφού είναι άρρητος, δε μπορεί να γραφεί ως ρητός ή δεκαδικός με γνωστά ψηφία.

Με τους προηγούμενους υπολογισμούς μπορούμε μόνο να προσεγγίσουμε τον ως εξής:

 

Αποδεικνύεται, επίσης, ότι και οι αριθμοί είναι άρρητοι. Αργότερα, θα μάθουμε ότι υπάρχουν και άλλοι άρρητοι που δεν είναι ρίζες ρητών αριθμών, όπως ο γνωστός από τη μέτρηση του κύκλου αριθμός π.

 

Μικροπείραμα Πείραμα

 

Σχόλιο:

Τις τετραγωνικές ρίζες μπορούμε να τις προσεγγίσουμε με τη βοήθεια ενός μικροϋπολογιστή τσέπης ως εξής:

Για να προσεγγίσουμε τον αριθμό , πατάμε διαδοχικά τα πλήκτρα και οπότε στην οθόνη βλέπουμε τον αριθμό 1,414213 που είναι μια προσέγγιση του , με έξι δεκαδικά ψηφία.

Παλαιότερα, για τον υπολογισμό των ριζών χρησιμοποιούσαμε ειδικούς πίνακες.

 

Πραγματικοί αριθμοί

Ας μελετήσουμε όλα τα σύνολα αριθμών που έχουμε συναντήσει.

 

Οι φυσικοί αριθμοί: 0, 1, 2, 3, ... παριστάνονται στη διπλανή ευθεία με σημεία.
        Στην αρχή Ο έχουμε τοποθετήσει το μηδέν (0).

Οι ακέραιοι αριθμοί: ... -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 ... παριστάνονται πάλι με σημεία.
      Τοποθετούμε στα δεξιά της αρχής Ο τους θετικούς ακέραιους αριθμούς και στα αριστερά τους αρνητικούς.

Το σύνολο των ρητών αριθμών, δηλαδή των αριθμών που μπορούν να γραφούν στη μορφή ,
       όπου μ ακέραιος και ν  φυσικός αριθμός . Οι ρητοί αριθμοί έχουν γνωστή δεκαδική μορφή και γεμίζουν την
       ευθεία, αλλά όχι πλήρως.      

Οι πραγματικοί αριθμοί αποτελούνται όχι μόνο από τους ρητούς αλλά και όλους τους άρρητους.
      Οι πραγματικοί αριθμοί καλύπτουν πλήρως την ευθεία, δηλαδή κάθε σημείο της ευθείας αντιστοιχεί σε έναν       πραγματικό αριθμό και αντίστροφα κάθε πραγματικός αριθμός αντιστοιχεί σε μοναδικό σημείο της ευθείας.
      Για το λόγο αυτό, την ευθεία αυτή την ονομάζουμε ευθεία ή άξονα των πραγματικών αριθμών.

1

Να βρείτε τις ρητές προσεγγίσεις του αριθμού έως και τρία δεκαδικά ψηφία.

 

Λύση:

 

2

Χρησιμοποιήστε ένα μικροϋπολογιστή τσέπης για να βρείτε με προσέγγιση τριών δεκαδικών ψηφίων τις τετραγωνικές ρίζες :

 

Λύση:

 

3

Να τοποθετήσετε στην ευθεία των πραγματικών αριθμών τους αριθμούς:

 

Μικροπείραμα Πείραμα

 

Λύση:

Μπορούμε να γράψουμε όλους τους αριθμούς σε δεκαδική μορφή χρησιμοποιώντας τις ρητές προσεγγίσεις δύο ψηφίων

για τους άρρητους, οπότε έχουμε:

 

 

4

Να κατασκευάσετε γεωμετρικά τον άρρητο αριθμό

 

Λύση:

Θεωρούμε τον άξονα των πραγματικών αριθμών και στο σημείο 1 φέρνουμε κάθετο τμήμα ΑΒ στον άξονα μήκους 1.

Το τρίγωνο ΟΑΒ που σχηματίζεται είναι ορθογώνιο και ισοσκελές.

 

Μικροπείραμα Πείραμα          Μικροπείραμα Πείραμα

 

 

 1.

Av τοποθετήσουμε τους αριθμούς στην ευθεία των πραγματικών, να εξετάσετε ποιες από τις παρακάτω ανισώσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες.

 

 2.

Στον άξονα των πραγματικών αριθμών έχουμε τοποθετήσει τα σημεία Α, Β, Γ, Δ, Ε και Ζ. Στις παρακάτω προτάσεις να βάλετε σε κύκλο τη σωστή απάντηση.

 

 

 

 1.

Ποιοι από τους επόμενους αριθμούς είναι ρητοί και ποιοι άρρητοι;

 2.

Τοποθετήστε σε μία σειρά από τον μικρότερο στον μεγαλύτερο τους παρακάτω αριθμούς:

 3.

Να βρείτε τις ρητές προσεγγίσεις έως και δύο δεκαδικά ψηφία των αριθμών:

 4.

Να λυθούν οι εξισώσεις:

 5.

Ένα τετράγωνο έχει εμβαδόν

Να βρείτε με προσέγγιση εκατοστού το μήκος της πλευράς του

Μικροπείραμα Πείραμα

 6.

Ένα τετράγωνο έχει διαγώνιο 12 cm. Να βρείτε:

α) το μήκος της πλευράς του με προσέγγιση δύο δεκαδικών,

β) την ακριβή τιμή του εμβαδού του.