2011年2月24日木曜日

"解析入門〈1〉数/数列と級数/関数の極限と連続性/微分法/各種の初等関数 松坂 和夫 (著) "の第1章(数)の1.1(実数)の問題1.1, 4, 5を解いてみる。


問題1.1

4.

a=\sqrt{2}+\sqrt{3}

とおくと、

a^{2}=5+2\sqrt{6}

\sqrt{6}=\frac{a^{2}-5}{2}

ここで、ここでaが有理数だと仮定すると、

\sqrt{6}

が有理数となり無理数であるという仮定と矛盾する。

ゆえに、

a=\sqrt{2}+\sqrt{3}

は無理数である。

(証明終)


5.

x, yを

x<y

を満たす任意の実数とする。

aを無理数とする。

そのとき、有理数は数直線上に稠密に存在するので

x-a<q<y-a

を満たす有理数qが存在する。

ゆえに、

x<q+a<y

ここで、問題1.1, 1より有理数+無理数は無理数なので、q+aは無理数となる。

これを

z=q+a

とおけば、zは無理数で

x<z<y

すなわち数直線上に無理数も稠密に存在する。

(証明終)

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