Постоянная Гельфонда — Шнайдера

Постоянная Гельфонда — Шнайдера (обозначение^[1]: ${\displaystyle {\mathcal {G}}_{GS}}$) — трансцендентное число^[1], два в степени квадратный корень из двух:${\displaystyle 2^{\sqrt {2}}=2{,}6651441426902251886502972498731\ldots }$^[1]

Трансцендентность этого числа была доказана Р. О. Кузьминым в 1930 году^[2]. В 1934 году Александр Гельфонд и Теодор Шнайдер независимо друг от друга доказали более общую теорему Гельфонда — Шнайдера^[3], которая решила часть седьмой проблемы Гильберта, описанную ниже.

Квадратный корень из постоянной Гельфонда — Шнайдера является трансцендентным числом:

${\displaystyle {\sqrt {2^{\sqrt {2}}}}={\sqrt {2}}^{\sqrt {2}}=1{,}6325269...}$

Это же число может быть использовано для доказательства того, что иррациональное число в степени иррационального числа может быть рациональным, без предварительного доказательства его трансцендентности. Доказательство происходит следующим образом. Если число ${\displaystyle {\sqrt {2}}^{\sqrt {2}}}$ рационально, то это является доказательством теоремы. В противном случае:

${\displaystyle {\bigl (}{\sqrt {2}}^{\sqrt {2}}{\bigr )}^{\sqrt {2}}={\sqrt {2}}^{({\sqrt {2}}{\sqrt {2}})}={\sqrt {2}}^{2}=2}$,

что является рациональным числом, а значит, доказывает теорему. Данное доказательство неконструктивно, так как не говорит, какой случай верный, но оно гораздо проще, чем доказательство Р. О. Кузьмина.

Седьмая из двадцати трёх проблем Гильберта, поставленных в 1900 году, заключалась в том, чтобы доказать или найти контрпример утверждения, что ${\displaystyle a^{b}}$ всегда трансцендентно для алгебраических ${\displaystyle a\neq 1,0}$ и иррациональных алгебраических ${\displaystyle b}$. В своём обращении Гильберт привёл два ярких примера, один из которых — постоянная Гельфонда — Шнайдера.

• Постоянная Гельфонда