什么是 √2(2 的平方根)?

√2 = 1.41421356237…
√2 ≈ 1.41421356237309504880。它是无理数、代数数,也是二次方程的根。

√2 是单位正方形的对角线长度。把边长为 1 的正方形放在桌上,从一个顶点到对角顶点的距离恰好就是 √2。这正是勾股定理的结果:1² + 1² = (√2)²。

单位正方形的对角线
1 1 √2 1² + 1² = (√2)²

边长为 1 的正方形,其对角线长度就是 √2。

毕达哥拉斯学派大约在公元前 500 年发现,√2 不能写成 p/q 的形式,其中 p 与 q 都是整数。这个反证法非常优雅:假设 √2 = p/q 且 p/q 已约成最简。于是 2q² = p²,所以 p² 是偶数,从而 p 是偶数,设 p = 2k。代回得 2q² = 4k²,因此 q² = 2k²,所以 q 也是偶数。这与 p/q 最简相矛盾,因此 √2 是无理数。

√2 的有理近似

这些是连分数 [1; 2, 2, 2, …] 的渐近分数。每个分数都是在对应分母下对 √2 的最佳有理逼近。

√2 的有理近似

由 √2 的连分数得到的一些经典逼近。

分数十进制误差
1/11,0000,41421
3/21,5000,08579
7/51,4000,01421
17/121,416670,00246
99/701,414290,0000849

√2 是代数数(它满足 x² = 2),但它不是有理数。在三角学中,sin(45°) = cos(45°) = 1/√2。A 系列纸张(A4、A3、A2……)使用的正是 1:√2 的比例,因此纸张对折后仍能保持相同的长宽比。高精度数值为:1.41421356237309504880168872…

西奥多罗斯螺旋:用单位直角三角形构造每一个平方根
√1=1 √2 √3 √4=2 √5 √6 √7 √8 √9=3 √10 √11 √12 √13 √14 √15 √16=4 √17 每条新的斜边 = √(n+1)。这条螺旋永远不会闭合。

每个直角三角形的一条直角边等于前一个三角形的斜边,另一条直角边恒为 1,因此斜边依次给出 √1、√2、√3、√4……

√2 速览

2 的平方根约为 1.41421356237309504880。它是已知最早被证明为无理数的数之一,古希腊人大约在公元前 500 年就完成了这一证明。它是代数数,满足 x² = 2。它出现在单位正方形的对角线长度、十二平均律音乐(每个半音把频率乘以 2 的 12 次方根)、A 系列纸张比例,以及两条直角边相等时的勾股定理中。

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生成 √2 的数字
√2 has no final digit

√2 is irrational. Its decimal expansion never ends and never repeats. Every digit shown below is computed from the 连分数.

√2 = 1 + 1/(2 + 1/(2 + 1/(2 + ...)))