问题

为什么不存在最小的正有理数?

回答
假设存在一个最小的正有理数,我们不妨称它为 $x$。

什么是正有理数呢?简单来说,正有理数就是可以写成两个正整数之比的数。比如 $frac{1}{2}$、$frac{3}{4}$、$frac{100}{57}$ 都是正有理数。

现在,我们想象一下,如果 $x$ 是最小的正有理数,那么它应该比所有其他的正有理数都要小,或者等于其他正有理数。

我们知道,任何一个正有理数 $x$ 都可以表示成 $frac{a}{b}$ 的形式,其中 $a$ 和 $b$ 都是正整数。

既然 $x$ 是最小的正有理数,那么 $x$ 本身也必然是一个正有理数。所以,我们也可以把它写成 $frac{a}{b}$ 的形式,其中 $a$ 和 $b$ 都是正整数。

现在,我们来做一个小小的思考:如果我们将这个最小的正有理数 $x$ 除以 2,会得到什么?

$x$ 是正的,所以 $x$ 除以 2 得到的 $frac{x}{2}$ 也一定是正的。

同时,我们知道 $x = frac{a}{b}$。那么 $frac{x}{2}$ 就等于 $frac{a/b}{2}$,也就是 $frac{a}{2b}$。

因为 $a$ 和 $b$ 都是正整数,所以 $2b$ 也一定是正整数。这意味着 $frac{a}{2b}$ 也是一个正有理数。

现在最关键的一点来了: $frac{x}{2}$ 和 $x$ 相比,哪个更小呢?

因为 $x$ 本身是正数(大于零),所以任何一个数乘以 $frac{1}{2}$ (也就是除以 2)都会变得更小。因此, $frac{x}{2} < x$。

我们推导出了一个矛盾:

1. 我们最初的假设是 $x$ 是最小的正有理数。
2. 我们发现 $frac{x}{2}$ 也是一个正有理数。
3. 而且, $frac{x}{2}$ 比 $x$ 还要小。

这不就意味着,我们找到了一个比我们假设的“最小”的正有理数还要小的正有理数吗?这与我们最初的“最小”的定义完全冲突了。

这个矛盾告诉我们,我们最初的假设——“存在一个最小的正有理数”——是错误的。

所以,结论就是,不存在最小的正有理数。对于任何一个你能够想到的正有理数,你总能找到一个比它更小的正有理数,比如把它除以 2,或者除以 3,或者除以任何一个大于 1 的数。有理数的世界里,总有更小的存在。

网友意见

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至少我可以除以2然后得到一个更小的

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