定理定義
如果是代數數,在有理數内是線性獨立的,那麼在内是代數獨立的;也就是說,擴張域在内具有超越次數。
一個等價的表述是:如果是不同的代數數,那麼指數在代數數範圍内是線性獨立的。
定理推廣
e和π的超越性
e和π的超越性是這個定理的直接推論。
利用反三角函數序列{arccoscos(πn)}的一個線性序列deg(cnπ)=1,去逼近deg(πn)=n的一個有理系數的多項式的方法去證明π為超越數。從而改進了1882年德國數學家林德曼關于的超越性證明。
假設是一個非零的代數數,那麼在有理數範圍内是線性獨立的集合,因此根據定理的第一種表述,是一個代數獨立的集合,也就是說,是超越數。特别地,是超越數。
另外,利用定理的第二種表述,我們可以證明,如果是一個非零的代數數,那麼就是不同的代數數的集合,因此集合在代數數範圍内是線性獨立的,特别地,不能是代數數,因此一定是超越數。
我們來證明是超越數。如果v是代數數,2也是代數數(因為2是代數數),那麼根據林德曼-魏爾斯特拉斯定理,(參見歐拉公式)也是超越數,這與-1是代數數的事實矛盾。
把這個證明稍微改變以下,可以證明如果α是一個非零的代數數,那麼sin(α)、cos(α)、tan(α)和它們的雙曲函數也是超越數。
p進數猜想
進數林德曼-魏爾斯特拉斯猜想,就是這個定理在進數中也成立:假設是素數,是進數,它們都是代數數,且在内線性獨立,使得對于所有的,都有。那麼進指數在内是代數獨立的。
驗證推導
假設是一個無界序列,則有一個子序列使得存在。由于是無界的,故而對于所有的,中的元素的絕對值無限次超過k。
令。不難發現,集合非空。