$a, b$ は実数であるとき、命題「$a+b$ は無理数 $\implies$ $a, b$ の少なくとも一方は無理数」の真偽を判定する問題です。

数論命題真偽無理数有理数対偶
2025/7/23

1. 問題の内容

a,ba, b は実数であるとき、命題「a+ba+b は無理数     \implies a,ba, b の少なくとも一方は無理数」の真偽を判定する問題です。

2. 解き方の手順

この命題の真偽を判定するために、対偶を考えます。元の命題が真であることと対偶が真であることは同値です。
元の命題は「a+ba+b は無理数ならば、a,ba, b の少なくとも一方は無理数」です。
この命題の対偶は「a,ba, b がともに有理数ならば、a+ba+b は有理数」です。
aabb が有理数であると仮定すると、有理数の定義から、それぞれ分数 pq\frac{p}{q}rs\frac{r}{s}p,q,r,sp, q, r, s は整数、q,s0q, s \neq 0)で表すことができます。
したがって、a+b=pq+rs=ps+qrqsa+b = \frac{p}{q} + \frac{r}{s} = \frac{ps+qr}{qs} となります。
ps+qrps+qrqsqs も整数であり、qs0qs \neq 0 なので、a+ba+b は有理数です。
したがって、対偶「a,ba, b がともに有理数ならば、a+ba+b は有理数」は真です。
元の命題の対偶が真であるため、元の命題も真です。

3. 最終的な答え

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