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基本例題 43 V3 が無理数であることの証明
命題「nは整数とする。 n°が3の倍数ならば, nは3の倍数である」は真で
ある。これを利用して, V3 が無理数であることを証明せよ。
を証
基本 42
23,44
CHART
SOLUTION
直接がだめなら間接で 背理法去
V3 が無理数でない (有理数である)と仮定する。このとき, V3=r (rは有理
数)と仮定して矛盾を導こうとすると, 「/3=r の両辺辺を2乗して, 3=r」とな
証明の問題
2章
り,ここで先に進めなくなってしまう。 そこで, 自然数a, bを用いて 13=
6
(既約分数)と表されると仮定して矛盾を導く。
解答
日/3 が無理数でないと仮定する。
このとき/3 はある有理数に等しいから, 1以外に正の公約数
合既約分数:できる限り
約分して, aとbに1以
外の公約数がない分数。
inf. 2つの整数 a, bの最
大公約数が1であるとき,
aとbは互いに素である
という(数学A参照)。
をもたない2つの自然数 a, bを用いて, V3=D と表される。
a=V36
α=36°
よって, α'は3の倍数である。
ゆえに
両辺を2乗すると
の
36)
αが3の倍数ならば, aも3の倍数であるから, えを自然数と
下線部分の命題が真で
あることの証明には対
偶を利用する。
は
して a=3k と表される。
これをOに代入すると
9=36°
すなわち
6°=3k?
よって, 6°は3の倍数であるから, bも3の倍数である。
ゆえに, aとbは公約数3をもつ。
これは, aとbが1以外に正の公約数をもたないことに矛盾する。
したがって, V3 は無理数である。
INFORMATION
例題で真であるとした命題「n°が3の倍数ならば, n は3の倍数である」の逆も真で
ある。また, 命題「n°が偶数(奇数)ならば, nは偶数(奇数)である」および, この逆
も真である。これらの命題が真であること, および逆も真であるという事実はよく使
われるので, 覚えておこう。
PRACTICE …43°円
命題「nは整数とする。 n'が7の倍数ならば, nは7の倍数である」は真である。 こ
論理と集合」