Matematik

R\Q

24. juli 2007 af stræber-pigen (Slettet)
Theorem: pi is irrational

Proof: Suppose pi = p / q, where p and q are integers. Consider the
functions f_n(x) defined on [0, pi] by

f_n(x) = q^n x^n (pi - x)^n / n! = x^n (p - q x)^n / n!

Clearly f_n(0) = f_n(pi) = 0 for all n. Let f_n[m](x) denote the m-th
derivative of f_n(x).

-- Det har jeg forstået, men jeg forstår ikke det nedenstående. Hvad sker der ? --

Note that

f_n[m](0) = - f_n[m](pi) = 0 for m <= n or for m > 2n; otherwise some integer

max f_n(x) = f_n(pi/2) = q^n (pi/2)^(2n) / n!

By repeatedly applying integration by parts, the definite integrals of
the functions f_n(x) sin x can be seen to have integer values. But
f_n(x) sin x are strictly positive, except for the two points 0 and
pi, and these functions are bounded above by 1 / pi for all
sufficiently large n. Thus for a large value of n, the definite
integral of f_n sin x is some value strictly between 0 and 1, a
contradiction.

Brugbart svar (0)

Svar #1
25. juli 2007 af chrisjorg (Slettet)

Se i Spivak: Calculus

Brugbart svar (0)

Svar #2
25. juli 2007 af sheaf (Slettet)

Hvad angår sidste del af argumentet kan det være en hjælp at danne funktionen



idet så F + F'' = f. Sammenholdt med bemærkningerne om at for 0= n (hvilket følger af, at f er et polynomie med heltallige koefficienter pånær faktoren 1/n! som forsvinder for afledede af orden n og opefter) konkluderes at det bestemte integral



er et heltal.

Af vurderingen gældende for 0<=x<=pi

0 <= f_n(x) <= q^n(pi/2)^(2n)/n!

0 <= sin(x) <= 1

følger imidlertid, at for tilstrækkeligt stort n vil produktet kunne vurderes som

0<= f_n(x)sin(x) < 1/pi

hvorfor det bestemte integral af f_n(x)sin(x) fra 0 til pi må ligge i intervallet [0,1[ og derfor ikke kan være et heltal.

Antagelsen om at pi kan skrives som en uforkortelig brøk p/q fører derfor til en modstrid.

For det tilfælde at foraet skulle ødelægge LaTeX'en følger ovenstående formler i rå form:

F_{n}(x) = \sum_{m=0}^{n}(-1)^{m}f_{n}^{(2m)}(x)

\int_{0}^{\pi}f_{n}(x)\sin(x)dx = \int_{0}^{\pi}d(F_{n}^{\prime}(x)\sin(x)-F_{n}(x)\cos(x))

Brugbart svar (0)

Svar #3
25. juli 2007 af sheaf (Slettet)

Skrivefejl. Det bestemte integral tilhører intervallet ]0,1[, ikke [0,1[. De eneste nulpunkter for f_n(x) er jo 0 og pi, ellers er f_n(x) > 0.

Svar #4
26. juli 2007 af stræber-pigen (Slettet)

Hvor kommer sinus fra?

Svar #5
27. juli 2007 af stræber-pigen (Slettet)

Det er lidt svært at forstå. Vil du ikke prøve at forklare det?

Brugbart svar (0)

Svar #6
27. juli 2007 af Dominik Hasek (Slettet)

#5:
Jamen han har da forklaret det for dig!

Svar #7
28. juli 2007 af stræber-pigen (Slettet)

Jeg har svært ved at forstå det

Svar #8
28. juli 2007 af stræber-pigen (Slettet)

er der ikke en nemmere måde at bevise det på`?

Svar #9
28. juli 2007 af stræber-pigen (Slettet)

Med fx en række for pi.. den har vel en relation til tangens?

Svar #10
29. juli 2007 af stræber-pigen (Slettet)

Vil ingen hjælpe?

Skriv et svar til: R\Q

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.