$\sqrt{2}$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背理法で証明する。

数論無理数背理法代数的数
2025/6/4

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背理法で証明する。

2. 解き方の手順

* 背理法を用いるので、1+321+3\sqrt{2}が無理数でない、つまり、1+321+3\sqrt{2}は有理数であると仮定する。
* 1+32=r1+3\sqrt{2} = r とおく。ここで、rrは有理数である。
* 32=r13\sqrt{2} = r - 1
* 2=r13\sqrt{2} = \frac{r-1}{3}
* rrは有理数なので、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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