Трансцендентно число е число, което не може да се получи като решение на уравнение, изградено от многочлен с рационални коефициенти и неравно на нула. Най-известните примери за трансцендентни числа са константата пи () и неперовото число (). Въпреки че са известни само няколко случая на трансцендентни числа (отчасти, защото е много трудно да се докаже, че дадено число е трансцендентно), те съвсем не са редки. Всъщност, почти всички реални и комплексни числа са трансцендентни, тъй като алгебричните числа са изброими, докато редиците от реални и комплексни числа са неизброими. Всички реални трансцендентни числа са ирационални, тъй като всички рационални числа са алгебрични. Обраното не е вярно: не всички ирационални числа са трансцендентни; например квадратният корен от 2 е ирационален, но не трансцендентен, тъй като е решение на многочленното уравнение . Друго ирационално число, което не е трансцендентно е златното сечение, или , защото е решение на многочленното уравнение .

Свойства Множеството на трансцендентните числа е континуално. Всяко трансцендентно реално число е ирационално, но обратното не е вярно. Редът на множеството на трансцендентните реални числа е изоморфен на реда на множеството на ирационалните числа. Мярката на ирационалност на почти всяко трансцендентно число е равна на 2.

Примери Числото . Числото . Десетичният логаритъм на кое да е цяло число, освен числата от вида .Гельфонд А. О., Трансцендентные и алгебраические числа, М., 1952. , и за кое да е ненулево алгебрично число .

История Името „трансцендентно“ идва от латинското transcendĕre – „изкачвам, прехвърлям“Oxford English Dictionary, s.v. и е използвано за пръв път в математиката от Лайбниц през 1682 г. в негов труд, където доказва, че не е алгебрична функция на . Ойлер е може би първият човек, който определя трансцендентните числа в съвременния им смисъл.

Йохан Ламберт предполага, че и са трансцендентни числа в своя труд от 1768 г., доказващ, че числото е ирационално, и предлага пробна скица за доказателство на трансцендентността на .

Жозеф Лиувил е първият, доказал съществуването на трансцендентни числа през 1844 г., а през 1851 г. дава първите десетични примери като числото на Лиувил:

в което -тата цифра след десетичната запетая е , ако е равно на ( факториел) за някои и в противния случай.Weisstein, Eric W. „Liouville's Constant“, MathWorld С други думи, -тата цифра на това число е 1 само ако е едно от числата и т.н. Лиувил показва, че това число е именно това, което днес наричаме число на Лиувил. В основата си това означава, че то може да бъде приближено по-близко чрез рационални числа, отколкото с кое да е ирационално алгебрично число. Лиувил доказва, че всички числа на Лиувил са трансцендентни.

Първото число, което е доказано, че е трансцендентно, без да бъде специално построено за целта, е от Шарл Ермит през 1873 г.

През 1874 г. Георг Кантор доказва, че алгебричните числа са изброими, а реалните числа са неизброими. Той, също така, дава нов метод за построяване на трансцендентни числа. През 1878 г. Кантор публикува конструкция, която доказва, че има толкова трансцендентни числа, колкото и реални числа. Неговия труд установява вездесъщността на трансцендентните числа.

През 1882 г. Фердинанд фон Линдеман публикува доказателство, че числото е трансцендентно. Първоначално показва, че е трансцендентно, когато е алгебрично и ненулево. Тогава, тъй като е алгебрично, и следователно (вж. равенство на Ойлер) трябва да е трансцендентно. Този подход е обобщен от Карл Вайерщрас в теоремата на Линдеман-Вайерщрас. Трансцендността на позволява доказателството на невъзможността на няколко древни геометрични построения, сред които построения с линийка и пергел, включващи известната квадратура на кръга.

През 1900 г. Давид Хилберт поставя влиятелен въпрос относно трансцендентните числа: Ако е алгебрично число, което не е нула или единица, а е ирационално алгебрично число, то задължително ли е да е трансцендентно? Потвърдителният отговор е предоставен през 1934 г. от теоремата на Гелфон-Шнайдер. Трудът е разширен от Алан Бейкър през 1960-те години.J J O'Connor and E F Robertson: Alan Baker. The MacTutor History of Mathematics archive 1998.

Източници

Категория:Трансцендентни числа