基本上来说是阿基米德性的应用,所谓阿基米德性最简单的描述是:对于任意正实数c,存在一个正整数n,使得。如果实数公理选择戴德金分割等几个公理,则可以从中证明出这个性质。比如说用戴德金公理,取,这个整数集合有上界,从而有最大元,取最大元 + 1就是要求的整数。
进一步,满足的整数有最小元,所以一定存在一个整数n,使得:
我们接下来就用这个性质
回到原题,首先证明存在一个有理数,也就是说要找到
也就是
我们希望取一个合适的m,使得中间至少有一个整数,那么只需要让就可以了
根据阿基米德性,存在一个m,使得,此时有
这时我们再用第二次阿基米德性,根据前面的推论,存在n,使得
根据左半边不等式有
因此有
也就是
那么至少存在一个有理数。
接下来,由于有理数也是实数,设上有有理数,而上有有理数,依次类推,由数学归纳法得到有无穷多个有理数