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背理法

P^(n/m)が無理数であることを素因数分解の一意性を使って証明しようと思っているんですが、(pは素数、1≦m<n、mとn∈N)素因数分解の一意性を使うと言う点で流れを頭に描ける分、文章に表すことができません。 どのようにしたらよいのでしょうか?

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  • ベストアンサー
  • yoikagari
  • ベストアンサー率50% (87/171)
回答No.3

解答を見てみました。 大体あっているようですが、少々舌足らずのようです。 一応解答を書いておきます(この手の問題の解答の定石です)。 p^(m/n)が有理数と仮定する。 すると、p^(m/n)=a/b(a,bは互いに素)と書くことが出来ます。 よって、あなたの解答の通り、a^n=(p^m)*(b^n)と変形できます。 a^nはpで割り切れます。 pは素数ですから、aもpで割り切れます。 a=p*kと書くことが出来ます。 (pk)^n=p^m*(b^n) やはりあなたの解答の通り、p^(n-m)*k^n=b^n b^nはpで割り切れます。 pは素数ですから、bもpで割り切れることが分かります。 したがって、aとbが公約数pを持つことになります。 これは、a,bは互いに素であることに反しています。 したがって、p^(m/n)は無理数となります。 証明終わり

noname#38655
質問者

お礼

みなさん、ありがとうございました。 お礼が遅くなってしまってすみませんでした。 とても参考になりました。

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その他の回答 (2)

回答No.2

回答No.1の「補足」の欄において、 証明の4行目、 いま、aはpの倍数より、a=pk(kは整数) とありますが、なぜ aはp(P?)の倍数 なのですか? 同様に、7行目、 bはp(P?)の倍数より、b=pl(lは整数) とありますが、なぜなのでしょう?

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  • secretd
  • ベストアンサー率39% (50/126)
回答No.1

条件式あってますか? P=2,m=1,n=2のとき P^(n/m)=2^(2/1)=2^2=4で全然無理数ではないですが. mとnが逆じゃありませんか? 答えをいきなり書くのもあれですが,とりあえず考えてみたことを書いてみてはいかがでしょうか.

noname#38655
質問者

補足

訂正:P^(m/n)の間違いです。 P^(m/n)=a/bとする。(a,bは互いに素) 両辺n乗して、P^m=(a^n)/(b^n) (b^n)(P^m)=a^n いま、aはpの倍数より、a=pk(kは整数) (b^n)(P^m)=(p^n)(k^n) b^n=p^(n-m)・k^n bはpの倍数より、b=pl(lは整数) (p^n)(l^n)=p^(n-m)・k^n l^n=p^(ーm)・k^n p^m=(k^n)/(l^n) したがってp^m=(k^n)/(l^n)=(a^n)/(b^n)となる。 有理数は素因数の一意性より一通りで書けるが、矛盾。 よって無理数。

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