Liczby wymierne

Definicja intuicyjna:
Ułamki liczb całkowitych o niezerowym mianowniku; liczby rzeczywiste mające skończone, bądź okresowe od pewnego miejsca rozwinięcie dziesiętne.

Liczby wymierne – liczby, które można zapisać w postaci ilorazu dwóch liczb całkowitych, gdzie druga jest różna od zera. Są to więc liczby, które można przedstawić za pomocą ułamka zwykłego. Zbiór liczb wymiernych oznaczany jest zazwyczaj symbolem ${\mathbb Q}$. Wobec tego:

$\mathbb Q = \left\{ {m \over n} : m, n \in \mathbb Z, n \ne 0 \right\}$.

Liczby wymierne są szczególnym przypadkiem liczb rzeczywistych. Liczbę rzeczywistą, która nie jest wymierna nazywamy liczbą niewymierną. Szczególnym przypadkiem liczb wymiernych są m.in. liczby całkowite i liczby naturalne.

Liczby wymierne tworzą ciało ułamków pierścienia liczb całkowitych. Konstrukcję tę możemy przedstawić w następujący sposób:

Niech w zbiorze par liczb całkowitych $(a,b) \in \mathbb Z \times \mathbb Z^*$, których następnik jest różny od zera, dana będzie relacja równoważności

$(a,b) \sim (c,d)$ wtedy i tylko wtedy, gdy $ad=bc$.

W zbiorze klas abstrakcji tej relacji określa się dwa działania

• $[(a,b)]+[(c,d)]=[(ad+bc,bd)]$,
• $[(a,b)] \cdot [(c,d)] = [(ac,bd)]$.

Parę $(a, b)$ zapisuje się zwykle w postaci ułamka $\tfrac{a}{b}$, bądź jeśli $b=1$, to parę tę utożsamia się po prostu z liczbą $a$.

Własności

• Liczby wymierne z dodawaniem, mnożeniem, zerem i jedynką określonymi w poprzedniej sekcji stanowią ciało.
• Zbiór liczb wymiernych jest równoliczny ze zbiorem liczb naturalnych, czyli jest to zbiór przeliczalny (co oznacza się $|\mathbb Q| = \aleph_0$).
• Jako podzbiór przestrzeni liczb rzeczywistych ${\mathbb R}$, liczby wymierne są gęste w ${\mathbb R}$.

Zobacz też

• liczba
• liczby niewymierne
• liczby przestępne
• ułamek egipski