以下の2つの命題の真偽を判定し、正しい組み合わせを選択する問題です。 (1) $a+b$ と $ab$ がともに無理数ならば、$a$ と $b$ もともに無理数である。 (2) $x=5$ ならば $x^2 - 4x - 6 = 0$ である。

代数学命題真偽無理数有理数二次方程式
2025/7/8

1. 問題の内容

以下の2つの命題の真偽を判定し、正しい組み合わせを選択する問題です。
(1) a+ba+babab がともに無理数ならば、aabb もともに無理数である。
(2) x=5x=5 ならば x24x6=0x^2 - 4x - 6 = 0 である。

2. 解き方の手順

(1) の命題について考えます。これは偽です。反例として、a=2a = \sqrt{2}b=2b = -\sqrt{2} を考えます。
このとき、a+b=22=0a+b = \sqrt{2} - \sqrt{2} = 0 (有理数)であり、ab=(2)(2)=2ab = (\sqrt{2})(-\sqrt{2}) = -2 (有理数)となります。
また、a=2+2a = 2 + \sqrt{2}b=22b = 2 - \sqrt{2} のとき、a+b=4a+b = 4 (有理数)であり、ab=42=2ab = 4-2 = 2 (有理数)となります。
しかし、a=2,b=3a = \sqrt{2}, b = \sqrt{3}の場合、a+b=2+3a+b = \sqrt{2}+\sqrt{3} (無理数)であり、ab=6ab = \sqrt{6} (無理数)となります。a,ba, bともに無理数です。
一方、a=1+2,b=12a = 1 + \sqrt{2}, b = 1 - \sqrt{2}のとき、a+b=2a+b = 2 (有理数)であり、ab=12=1ab = 1 - 2 = -1 (有理数)となります。
a=2a = \sqrt{2}, b=12b = 1 - \sqrt{2}を考えると、a+b=1a + b = 1, ab=22ab = \sqrt{2} - 2となり、a+ba+bは有理数、ababは無理数となります。
a=2+3a = 2 + \sqrt{3}, b=13b = 1 - \sqrt{3}の場合、a+b=3a+b = 3, ab=2+3233=13ab = 2 + \sqrt{3} - 2\sqrt{3} - 3 = -1 - \sqrt{3}となり、a+ba+bは有理数、ababは無理数となります。
よって、a, bが無理数とは限らないので、命題(1)は偽となります。
(2) の命題について考えます。x=5x=5x24x6=0x^2 - 4x - 6 = 0 に代入すると、
524(5)6=25206=105^2 - 4(5) - 6 = 25 - 20 - 6 = -1 \neq 0
したがって、この命題は偽です。

3. 最終的な答え

(1) 偽 (2) 偽
選択肢 1 が正解です。

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