$\sqrt{2}$ が無理数であることを用いて、$1 + 3\sqrt{2}$ が無理数であることを証明する。

数論無理数有理数背理法代数的数
2025/4/13

1. 問題の内容

2\sqrt{2} が無理数であることを用いて、1+321 + 3\sqrt{2} が無理数であることを証明する。

2. 解き方の手順

背理法を用いて証明する。
1+321+3\sqrt{2} が有理数であると仮定する。
このとき、1+32=r1+3\sqrt{2} = rrr は有理数)とおける。
この式を変形すると、
32=r13\sqrt{2} = r - 1
2=r13\sqrt{2} = \frac{r-1}{3}
rr が有理数であるとき、r1r-1 も有理数であり、r13\frac{r-1}{3} も有理数である。
これは、2\sqrt{2} が無理数であるという仮定に矛盾する。
したがって、1+321+3\sqrt{2} は無理数である。

3. 最終的な答え

1+321+3\sqrt{2} は無理数である。

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