怎樣證明有理數和自然數一樣多?為什麼無理數比有理數多?

怎樣證明有理數和自然數一樣多?為什麼無理數比有理數多?

這兩個問題僅討論[0,1]中數就可以了,第一個問題只要建立自然數和有理數之間的一一對應關係即可,這樣的到上映射是很容易建立的,比方說將有理數按Farey級數排列之後就可以建立這樣的對應,第二個問題利用Lebesgue測度可以給出一個解釋,因為[0,1]中的全體有理數是可數的,囙此這些有理數組成的集合的測度是0,這樣[0,1]中全體無理數組成的集合的測度就是1,這表明無理數要遠遠多餘有理數.

用反證法證明,一個有理數與一個無理數之和是無理數

設a=p/q(p,q是整數,且互質)是有理數,b是無理數.
假設c=a+b是有理數,可設c=r/s(r,s是整數,且互質)
於是b=c-a=r/s-p/q=(qr-ps)/(sq)是有理數.衝突!