Cao Yi

代数数和超越数的区别和联系

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按:维基百科是很好的参考资料,但最好中英文版都看,它们往往有一些细微的差别,很能帮助理解。ChatGPT是很好的工具,但对专业问题回答不是很好,可能是话题小众,材料不够,再加上中文材料本来就少。凡是用ChatGPT,一定要小心它看似一本正经的错误答案。

定义

综合维基百科的信息,可以简单理解为,有理系数的多项式的根为代数数,除此之外的数都是超越数

【代数数】

代數數指任何整係數多项式的複根。(摘录自维基百科中文版

An algebraic number is a number that is a root of a non-zero polynomial in one variable with integer (or, equivalently, rational) coefficients. (摘录自维基百科英文版

以上来自维基百科的内容,已经讲清楚了。整数系数的根就是代数数。英文版里补充说明等价的实数系数也行,这防止有的人耍小聪明,硬说$0.1x$的系数不是整数,所以它的根不是代数数。

【超越数】

超越數(transcendental number)是指任何一個不是代數數的无理数。只要它不是任何一個有理係數代數方程的根,它即是超越數。最著名的超越數是e以及π。(摘录自维基百科中文版

In mathematics, a transcendental number is a number that is not algebraic—that is, not the root of a non-zero polynomial of finite degree with rational coefficients. The best known transcendental numbers are π and e. (摘录自维基百科英文版

这个概念的中英文解释都差不多,中文版大概是从英文版翻译过去的吧。这里提到的多项式系数的范围的是有理数,比之前定义代数数上更简洁。

ChatGPT

神器ChatGPT在对小众专业问题的回答上,表现不佳,特别是中文内容更要注意。

问:请简单讲一下代数数和超越数的区别和联系

答:代数数指的是可以表示为一个代数方程的根的实数或复数,也就是说,代数数是代数方程的解。例如,$2$是线性方程$2x-4=0$的根,而$\sqrt{2}$是方程$x^2-2=0$的根。

超越数则是不能表示为代数方程的根的实数或复数。例如,圆周率$π$和自然对数的底数$e$都是超越数。

代数数和超越数之间没有太多联系,它们是两种不同类型的数。一个有趣的事实是,任何代数数的集合都是可数的,而超越数的集合是不可数的。这意味着,代数数只占了所有实数或复数中的一小部分,超越数才是大多数实数或复数。

Algebraic and Transcendental Numbers

点评:

ChatGPT的回答很有问题,因为代数方程对应多项式的系数范围比有理数大,如此,整个说法就是错误的。重要的事情再说一遍,小众的专业问题,不能轻信ChatGPT。