第一节中给出了是无理数的证明,第二节中又证明了是无理数,而且由类似的方法也很容易证明都是无理数。这几个无理数有个共性:根号下的部分都是质数(素数)。而且在对是无理数的证明之中,用到了质数的一个性质:如果质数p整除p也一定可以整除a。再进一步,可以证明如果质数p整除p也一定可以整除a,其中n是大于等于1的自然数,a是正整数。知道了质数的这个性质,就可以进一步证明是无理数了,其中p是质数,n是大于等于2的整数。

这次采用的同样是反证法,如果是有理数,可以假设有如下等式成立:

(已不可再约分,也就是ab是互质整数,b≠0) (1)

等式两边分别求n次幂后再乘以,可得:

(2)

由于等式的左右两边都是整数,而p是质数,结合由前述的质数的性质可知,a可被p整除。设a = p r,代入等式(2),可得:

,等式两边除以p可得 (3)

由于n≥2,可知为整数,所以也是整数。由之前所述的质数的性质,可得bp整除。这样一来,ab就有了一个公因子p ,与之前的 ab 互质的假设不符,所以不可能是有理数。证毕。

对比一下前一节,可以发现这次的方法和对是无理数的证明几乎是一致的,是不是很简单?而且这个证明还可以进一步一般化,比如说,可以证明m满足一定条件的情况下是无理数,证明过程会相对复杂一些,有兴趣的话,大家可以试试。

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