• ベストアンサー
※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:数学の疑問)

√2+√3は有理数でないことを示す方法

R_Earlの回答

  • ベストアンサー
  • R_Earl
  • ベストアンサー率55% (473/849)
回答No.4

> 有理数の定義は既知です。有理数とは互いに素である自然数を使って分数で表せる数のことですよね。 有理数の定義は「整数a, b(但しb ≠ 0)を使ってa/bで表せる数」です。 aとbが互いに素という条件は必要ありません。 簡単に言ってしまえば、有理数とは(整数)/(整数)の形をしているものの事です。 「互いに素である整数を使って分数で表せる数」というのは 「既約分数」と呼ばれるものの定義です。 > a^2-5/2をn^2-5m^2/2m^2(m,nは互いに素の自然数)に表した理由は、 > a^2-5と2が互いに素であるかわからないから、n^2-5m^2/2m^2で表しているということなのでしょうか??(でも、n^2-5m^2と > 2m^2も互いに素かわからないですね。) なので別に分子と分母が互いに素かどうかを確かめる必要はありません。 > a^2-5/2は明らかに有理数でそんな事はわかってます。 > 分数で書けるでしょうの部分が謎なんです。 > n/mを代入して、分数で表したから何なの?? > ってことを聞いているんです。 「明らかに有理数」というのは、 (整数)/(整数)の形をしているもののことを指します。 a^2-5/2という数が(整数)/(整数)の形をしているかどうかを考えます。 証明文中に「aを有理数だと仮定する」と書いてあるので、aは整数か分数です。 これを踏まえてa^2-5/2の分子と分母を考えてみます。 (1) 分子a^2 - 5は分数か整数 (2) 分母2は整数 そうするとa^2-5/2は「(分数か整数)/(整数)」という形になります。 これは有理数の定義である「(整数)/(整数)」と合致してませんよね。 この段階ではa^2-5/2は(整数)/(整数)の形をしているか分かりません。 それなのに有理数だと断言してよいのでしょうか? それはまずいですよね。 だからaにn/mを代入して、(整数)/(整数)の形になるかどうかを 確かめる必要があるんです。 a^2-5/2にa = n/mを代入した形n^2-5m^2/2m^2が (整数)/(整数)の形をしているかどうかを考えます。 nもmも整数なので (1) 分子n^2-5m^2は整数 (2) 分母2m^2も整数 となります。 よってn^2-5m^2/2m^2は、(整数)/(整数)という形をしているので、 これは有理数であることが明らかだといえます。

hohoho0507
質問者

お礼

R_Earlさん本当にありがとうございます。 御蔭で疑問が晴れました。 他にもまた新しい質問をするかもしれませんが、その時はよろしくお願いします

関連するQ&A

  • ??この数学の疑問論理的説明可能ですか??

    数学について √2+√3は有理数でないことを示せ。ただし、√2、√3、√5のように、平方数でない自然数mについて、√mが有理数でないことは,証明せずに利用してもよい。 a=√2+√3とおき、aが有理数であると仮定する。 さて、aの定義よりa^2=(√2+√3)^2=5+2√6 √6=a^2-5/2・・・・(1) よって、aは有理数でない。 ここで、aが有理数であることは、適当な整数m(≠0)、nを用いて、a=n/mと表せることです。 このとき(1)の右辺は、たしかに有理数です。 説明「しかし、a^2-5/2が有理数であることは、このように整数まで引き戻して論証しなくても、有理数どうしの和、差、積、商(ただし、割る数≒ 0)は、また有理数になるという性質を考慮するだけで済ますのが一般的です。 なお、有理数+有理数は有理数ですが無理数+無理数は無理数になるとは限りません。 これが、本問の問題として意味をもつ理由です。」 a=n/mを代入して何の意味があるんですか??? 恐らく、確認のために代入しているのだろうと思いますが、もし無理数であれば代入したときにどうなるんですか??? . この質問に補足する.

  • 高校レベルの数学の問題(方程式)教えてください!!

    整数a,bを係数とする2次方程式X^2+aX+b=0が有理数の解αをもつときαは整数であることを示せ。 問題集の解答 α=n/m(m,nは互いに素な整数、mは0でない) とおく。 「質問壱 α=n/mと置いたのは有理数の形にした。だけ?」 αはX^2+aX+b=0の解なので (n/m)^2+a(n/m)+b=0 n^2+amn+bm^2=0 mが±1でない ならば、mはある素因数Pを含む。 「質問弐 ±1の条件はm=±1ならαは整数になるから?でも整数も有理数なのだからそのままでもいいのでは?」 するとn^2=-m(an+bm)も素因数Pを含む。 n^2の素因数はnの素因数だから、Pはnの素因数となり、m,nは公約数Pをもつことになる。これはm,nが互いに素であるという仮定に反する。よってm=±1 α=±n(整数) 実を言うとこの解答はほとんどわかっていません。 1.α=n/mという有理数の形にしてみる。 2.実際に与式にn/mを代入したとき、n/mが約分して整数の形になってしまう。だからαが有理数の解ならαは必ず整数ってことが証明できる。っていうことをしているんでしょうか??  でも解答みるとなんか難しいことかいてるんで良くわからなくて?こんなに難しいことしないと駄目なんでしょうか??解答ってこれ背理法ってやつですか?あまり背理法理解してないもんで。これ背理法かどうかもわからない。

  • 二次方程式

    整数、a,bを係数とする2次方程式x^2+ax+b=0が有理数の解をαをもつとき、αは整数であることを示す。 これは、例えば√3は無理数である証明のしかと同様に求めるのですか? α=n/m(m、nは自然数でお互いに素)と仮定するといっったふうに??

  • 数学A 背理法

    √3が無理数であることを用いて、√3+√5が無理数であることを証明せよ。 背理法を用いて証明するらしいのですが、 √3+√5=n/m (但し、mとnは互いに素である整数) とおいていいんですか? このあとが分からないのですが… できれば背理法を用いる方法を知りたいのですが、 ほかの方法があればそちらでもいいです。 よろしくお願いします。

  • 背理法についての質問です

    p√2が無理数であることを背理法を用いて証明せよ。 という問題です。 √2が無理数であるという証明は、下のようにわかるのですが p√2が無理数であるという証明は同じように解けるのでしょうか? √2が有理数であると仮定し,これをn/mとおく. (ここに,m,nは整数で互いに素) 両辺を2乗すると 2=(n/m)^2 2m^2=n^2 よって,nは2の倍数・・・(1) n=2kとおく 2m^2=4k^2 m^2=2k^2 よって,mは2の倍数・・・(2) (1)(2)はm,nが互いに素という仮定に反し,矛盾. ゆえに,√2は無理数

  • 方程式

    整数a,bを係数とする2次方程式(x^2)+ax+bが有理数の解αをもつとき、αは整数であることを示すのがわかりません α=n/mとおくと n,mは素 (n/m)^2a(n/m)+b=0 (n^2)+amn+b(m^2)=0 まで考えたのですがこのあとがわかりません お願いします

  • √nが有理数である又はないことの証明。

    √3が有理数でないことを、背理法で論証する場合。 √3=a/b(aとbは互いに素であるとする。)と置く。 3b^2=a^2である。 a^2は3の倍数であるので、aは3の倍数であり、a=3cとおくことができる(この事は対偶の真偽で論証できる。) 3b^2=9c^2 b^2=3c^2 であり、b^2が3の倍数なので、bも3の倍数であることが分かる。 よって、a/bは既約分数であることから矛盾が生じ、有理数でないことが言える。 これが√3が有理数でないことの証明だそうです。 次に、nを整数として、√nが有理数でないことを、背理法で論証する場合。 √n=a/b(aとbは互いに素であるとする。)と置く。 nb^2=a^2である。 a^2はnの倍数であるので、aはnの倍数であり、a=ncとおくことができる nb^2=n^2c^2 b^2=nc^2 であり、b^2がnの倍数なので、bもnの倍数であることが分かる。 よって、a/bは既約分数であることから矛盾が生じ、有理数でないことが言える。 ただしn=1.4.9.16・・・といった場合、√n=1.2.3.4・・・といったように、√nは有理数になってしまいます。 このやり方では√nが有理数でも、有理数でないと言えてしまいます。 √nが有理数の場合、有理数であると論証でき、√nが無理数の場合、有理数でないと論証できる方法を教えてください。

  • 数学論理と集合

    a,bが有理数のとき、a+b√2=0ならばa=b=0であることを証明せよ。ただし、√2は無理数である。 b≠0と仮定すると、a+b√2=0から、√2=-a/b・・・・・(1) a,bは有理数であるから、(1)の右辺は有理数である。 ところが、(1)の左辺は無理数であるから、これは矛盾する。 したがって、b=0 このとき、a+b√2=0からa=0 すなわち、a,bが有理数のとき a+b√2=0ならばa=b=0である。という証明なのですが、少し証明が甘いような気がします。 背理法というのはそうでないから必然的にこれしかないよね。という証明法です。 例えば、√5が無理数であることを証明する場合は無理数でなければ、数字は無理数か有理数しかないのだから有理数です。 しかし、今回はa=b=0でないとは≠0かつb=0またはa=0かつb≠0またはa≠0かつb≠0という3通りが存在するので、 これらを3つ証明すべきではないのですか??

  • 背理法の解説をお願いします

    問題 a, bは有理数とする。a+b√3=0のとき、√3が無理数であることを用いて、b=0を証明せよ。 解答 b≠0と仮定する a+b√3=0から √3=-a/b.....(1) a, bは有理数であるから(1)の右辺は有理数である。 ところが(1)の左辺は無理数であるから、これは矛盾である。 したがってb=0 ここで解らないのが「b≠0と仮定する」の部分です 証明する時点ではa+b√3=0が何なのか解らない b=0を証明しろとは言ってもそれが正しいのかどうかは現時点では解らないので 「b=0と仮定する」でも良いのではないのかと疑問に思いました。 そこでb≠0をb=0に置き換えたところで結局は同じ解答になるので 何も証明になってない気がしてなりません。 b≠0の部分をどなたか説明をおねがいします。

  • 高校数学の整数問題です

    [問題] 素数pに対してpx^2+xが整数となるような有理数xをすべて求めよ。 これを取り扱った授業では次のような解説がありましたが、(4)の式から【 】部へともっていく論理の展開が分かりません。  ―・―・ー・―・― [解答] xは有理数ゆえ、x=n/m …(1) とおける。 (m,nは互いに素な整数で、m>0 …(2)) これを与式に代入して、 p(n/m)^2+(n/m)=k (k:整数) …(3) とすれば、 k=(pn^2+mn)/m^2 ={n(pn+m)}/m^2 …(4) 【mとnは互いに素ゆえ、kが整数となるには素数pがmの倍数、つまりmはpの約数であることが必要。】  ∴m=1 or p (i) m=1のとき (4)よりk=n(pn+1)となるから、n,pは整数より、kも整数となり成立。 このとき(1)より x=n (ii) m=pのとき (4)よりk={n(pn+p)}/p^2={n(n+1)}/p m(=p)とnは互いに素より、n+1がpの倍数と分かり n+1=pl (l:整数) …(5) とおけば、k=nl(=整数) となる。 このとき(1)、(5)より x=n/m=(pl-1)/m =(pl-1)/p=l-(1/p) 以上(i)、(ii)より x=n または x=l-(1/p) (n,lは任意の整数)  ―・―・―・―・― 僕の思考回路としては、(4)の式を見て、kが整数ということは 分子のn(pn+m)がm^2を因数にもつ、 つまりn(pn+m)=●m^2 (●:整数) と考えたのですが、この後の進め方が分からず手が止まりました。 解説の論理展開の意味がお分かりの方、ご教授ください。