7 は無理数であることを証明せよ。ただし,nを自然数とするとき, n?が7の
基本 例題59
101
17 が無理数であることの証明
倍数ならば,nは7の倍数であることを用いてよいものとする。
【類九州大)
基本58
指針レ 無理数であることを直接証明することは難しい。そこで, 前ページの例題と同様
の複接がだめなら間液で背理法
2章
に従い「無理数である」
「有理数でない」を, 背理法 で証明する。
7
つまり,V7 が有理数(すなわち 既約分数 で表される)と仮定して矛盾を導く。
補定 2つの自然数 a, bが1以外に公約数をもたないとき, aとbは 互いに素 である
…の
(数学A参照)といい,このとき,4は既約分数である。
a
b
解答
良い
ある
V7 が無理数でないと仮定すると,1以外に正の公約数をもた
ない自然数a, bを用いて, /7=4 と表される。
V7 は実数であり, 無理数
でないと仮定しているから,
有理数である。
b
このとき
両辺を2乗すると
よって,α° は7の倍数であるから, aも7の倍数である。 例題の 「ただし書き」 を用
ゆえに, cを自然数として, a=7cと表される。
a=7b
a=7b°
の
いている。
こと
この両辺を2乗すると
0, ② から
よって,6?は7の倍数であるから, bも7の倍数である。
ゆえに,aとbは公約数7をもつ。
これは,aとbが1以外に公約数をもたないことに矛盾する。
したがって,7 は無理数である。
a?=49c?
の
76°=49c? すなわち 6ピ=7c?
t
くこれも,「ただし書き」 によ
る。
T3+(
天モ 9)
命題と証明