随手画一条直的线,它的长度最有可能是有理数还是无理数?

杠否


答:如果从数学的角度看,我们先定义了单位长度,再随机划一条线段的话,这条线段的长度在概率上100%是无理数;但是物理世界不是连续的,存在最小物理长度,而且单位长度也是人为定义的。


数学角度

数轴上的数分为有理数和无理数,其中有理数是可数的,无理数是不可数的;“可数”指的是集合中的元素可以和自然数(0、1、2、3、4……)一一应对,否则该集合就是不可数的。

有理数有无穷多个,无论怎么取两个有理数,我们在这两个有理数之间都可以得到新的有理数,那么有理数如何与自然数一一对应呢?

这个问题早在19世纪,就被德国数学家康托尔解决了,他发明的对角线法则,让有理数和自然数形成一一对应,按照下图中的箭头,理论上我们可以得到所有的有理数,也就是说有理数是可数的。

但是这一方法无法对无理数使用,康托尔最后证明“无理数是不可数的”,也就是在一条数轴上,从某种程度上说无理数要远远多于有理数,这一想法开创了超穷数理论,知道了这点,我们就可以回答题目问题了。

在数学的角度看,单位长度预先约定的情况下,我们随机划一条线段,那么这条线段的长度几乎肯定是无理数,概率上为100%,但是“概率100%”并不等于“一定发生”,前者是后者的必要不充分条件。

另外,我们得明白,单位长度是人为规定的,我们也可以先划线段,然后把这条线段定义为“1”。


物理角度

量子力学表明,我们的物理世界不是连续的,存在最小长度(普朗克长度),甚至连时间、空间都存在最小值,所以数学中无理数的准确值,对于物理世界来说并没有太大意义。


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艾伯史密斯


一个很低智的问题,居然那么多人在答。

居然还答错了。

这个问题答案是,取决于你的度量单位。

换句话说,你把什么长度定义为1

你把这个直线的1/2定义为1,那么长度就是2

你把这个直线的1/3定义为1,那么长度为3

如果你把这个直线的2^1/2定义为1,那么长度就是无理数。

所以这个问题压根没有正确答案。

如果你事先规定了什么长度是1

那么数学上的答案就是,你画出无理数的的概率为100%

但是这并不意味着,你一定画不出长度为有理数的直线。

这涉及到很深刻的数学知识,你必须学了实变测度论才能理解。

不过,我想告诉你,你是不可能“顺手”画出一条直线的。

因为数学上的直线是基于逻辑上的概念,你是画不出来的。

你随手画的那个玩意,数学上我们不承认这是直线。

所以,更不要谈长度这个问题了。


儒雅随和走天下


这是一个十分有趣的问题!我打算分三个层次来回答。

1. 先假设这是一条数学上的线,也就是长度可以是任意实数,那么,它的长度是无理数的概率大。实数轴上有无穷可数个有理数和无穷不可数个无理数,也就是说,任意两个有理数之间有无穷不可数个无理数。因此,无理数概率大。

2. 然而这是一条物理上的线,画出来的。不管用什么材料来画,总归是地球上的物质,由原子(或其他微观粒子,就以原子为例)构成。也就是说,原子是构成这条线的最小单位,线的长度只能是原子大小的整数倍。

3. 接下来的问题就是,一个原子有多大。很遗憾,以目前人类的科学技术水平,还无法直接“测量”原子的大小。即使有理论值(确实有,算出来的),也需要实验验证。不管实验测量用何种仪器和方法,总会有精度限制。换句话说,原子大小的测量值一定是有限小数,即有理数!第2条中已得线的长度为原子大小整数倍,也一定是有理数。

综上,数学意义上,线长无理数概率大。现实中,线长一定是有理数!


物理老年人


答案百分百是有理数。

原因有三,

一,无理数无法准确测量,无法准确测量的数只能够和确定的数比大小,但永远不会一样,而无理数无论测量精度多高,都不可能准确测量。

二。测量和观测手段有极限,观测能力到了一个极小的尺度时,观测本身就会对结果产生影响。

三,物质有最小尺度普朗克长度,这决定了任意划线,最多只有小数点后多少位数,这个位数甚至是固定的,所以无论怎么考虑,最后结果必然是有理数,而且甚至都不会是一个循环小数


三千红尘好炼心


勾股定理整出了无理数。应该画不出的无理数,居然能画出来了,这太没道理。其实我们都知道只要能画出的线段,其长度必定会是在数位上极度精确的有理数。是不是勾股定理并不严谨,只是一种近似数运算呢?至今为止,有很多证明勾股定理完全正确的方法,似乎不能置疑。那么还有种可能,所有能画出的线段长度都是有理数,是对的。我们用勾股定理画出的线段长度,理论上是无理数,而一旦画出就变有理数了,因为我们的画图只是简单示意,实际画出来的长度只能是近似值。


金牛撒欢


这要从哪个方面去考虑了,在现实中画一条线,这条线是存在的,它就那么长,一定会是有理数,精确到小数点1000位或者10000位,或者更小,它一定是个有理数,有自己确切的长度,甚至它都不会是无限循环小数。

但是在数学中,随手画一条线段是无理数的可能性非常大,理由是,在实数中,无理数比有理数多无数倍,有人可能会问,都是无穷多个,凭什么无理数比有理数多无数倍啊,具体的解释可以参考李永乐老师的往期视频,或者去查查明白人的详细解释,我语文水平和数学水平有限,所以就不过多解释为什么无理数是有理数的无数倍了。

既然无理数是有理数的无数倍,所以画条线长度是无理数的可能性就大多了。



蒹葭沧沧


这个问题本身就是一个很有争议的话题,但是如果站在数学的角度上考虑,这个问题却是有确切的答案的。随手画的直线长度是无理数的可能性更大些。

首先我们可以假设这里的随意画出的线段长度是随机性的,你可以画出长度为10的线段,也可以画出长度为π的,完全不收任何因素影响。那么这个问题就转变成在所有的实数中(因为线段的长度总是一个实数,不可能是虚数。)是有理数多还是无理数多?

有人会问,这个无理数和有理数之间还可以比数量多少?这个真的可以!

1874年,德国数学家康托尔发表论文证明了一个惊人的结论,他利用创立的对角线法则证明了,所有的整数和有理数是一一对应的,而实数不能与整数一一对应。何为一一对应?

比如,小明和小白手里都藏着很多张牌,他们却并不会数数,那有什么方式来验证他们手中谁的牌更多呢?由于他们的数学水平实在太差,他们想了好久终于想到了一个很好的方法。那就是每次每人抽一张,放在一起,然后再抽一张,直到谁手中没有牌了,那么手中还有牌的人牌就是最多的。这是当然是显而易见的笨办法。

上面每次都会从小明小白手中各取一张,我们就可以理解成一一对应。假如他们两个手中的牌刚刚可以完全对应结束,那么他们手中的牌数量就是一样多的。这是一个显而易见的结论,通常情况下,在有限张牌的情况下,这是一个很容易接受的概念。但是如果小明小白手中的牌是无限个,恐怕就不一定有人敢下这样的结论了。

康托尔证明了,有理数可以与所有整数一一对应,同时,偶数也可以和所有整数相对应,奇数也可以和所有整数相对应。等等,偶数能和整数相对应,那不就是说偶数的个数和有理数是一样多的?是的,很反常,但是这是经过理论严格证明的。

同时康托尔也证明了另外一个重要结论:有理数都是可数的,而实数不可数。所以,实数无法与有理数一一对应,因为实数的数量要远远多于有理数。也就是说,你在随意画一条线,如果真的有某种方法可以精确测量这条线的长度,那么这里的长度几乎全部是无理数。

顺便说一句,康托尔当年提出的集合论遭到了很大争议,康托尔本人甚至一度因为遭受的非议太多,而精神都出现过问题。好在数学界最后拨乱反正,集合论成为了现代数学的基础理论。

希尔伯特用坚定的语言向他的同代人宣布:“没有任何人能将我们从康托尔所创造的伊甸园中驱赶出来”。


徐晓亚然


首先我们来明确一下这道题的本质,就是我画了一条线,画完之后,这条线就认为固定不变了,然后将其其长度和某个长度标准,例如公制米来比较。

乍一看有理数无理数是无限多的,无法比较。

但是我认为,该长度一定是有理数而且是有限位的有理数,不可能是无限循环的有理数,或者无理数。。

从理论上讲,画出的线段一定是有理数无理数可能性是无限大分之一,无法比较。

但是这里要引入一个实际操作和测量的概念,假定这条线段我们能够绝对精确测量长度的,那这个长度不管小数点后多少位,一定是有理数,而最接近的无理数一定会比他最小一位多一点点或者少一点点,并且位数无限延伸。

所以即使我们目前科技达不到,无法精确测量线段长度,但是这条线段只要是不变的,画完之后有定长,他就必然是有理数中的有限小数。

如果硬说线段(理论上都)无法测量,那这个题目本身就没有意义。你怎么衡量一个不能确定的值得大小?

这是一个逻辑问题而不是数学问题。

1.一个已确定的值,怎么能和一个不确定的无限延生的值重合?

2.如果两个值都不确定,都是无限延伸,那把他我最多比较他们大小,能确定在已知位数和之前是否同样大小,无法确定他们在已知位数之后是否重合,所以把它们比较是可笑的。(无限循环的有理数,是有规律可循的,可以有重合的可能,但是不能和定长相等。)


不可撤消V5


首先,提问不严谨,可以说提问者小学毕业资格都不会有。一条直线是无法被画出来的,因为你不可能画的很长,应该说画一条线段,而不是一条直线。然后才能问它的长度有可能是有理数还是无理数。现在,在回答这个问题之前还要确定一件事情,就是以什么长度单位来测量这条线段?如果长度单位用米,那么这条线段的长度值肯定是个有理数,一米或者两米或者n米。厘米、毫米、微米、纳米,直到一个普朗克长度作长度单位,只要人类的测量工具允许,那么,它就是个有理数。超出人类测量能力来讨论随手画出的线段长度值是有理数还是无理数就是耍流氓。同时,也是无知和可笑的。


钝刀23


随手划一条直的线,永远都是无理数。先看一下有理数和无理数的概念:有理数:正整数、0、负整数、正分数、负分数都可以写成分数的形式,这样的数称为有理数。

无理数:无理数,即非有理数之实数,不能写作两整数之比.若将它写成小数形式,小数点之后的数字有无限多个,并且不会循环。

人是生活在地球上的,地球是圆的,你站在地球人不论怎么划线,这条线都是有弧度的。即你画的是圆弧,圆弧长度公式为:L=n兀R/180.。因为有兀,那么结果永远是无理数。


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