V5 が無理数であることを証明せよ。 ただし, 自然数nについて, n°が5の
B
例題 46 背理法
倍数ならば,nは5の倍数であること(※)を用いてもよい。
考え方
V5が無理数でないと仮定して矛盾が生じることを示す。
Y5 が無理数でない, すなわち有理教であると仮定すると, /5 は1以外に止の
公約数をもたない自然数 m, nを使って, /5=m と書ける。 この式の両辺を
平方して分母を払うと,
となり,m° は5の倍数である。
したがって, mも5の倍数となるから, 自然数&を用いて, m=5k と表される。
これを①に代入すると,
25k°=5n?,
となり,n°が5の倍数であるから,
したがって, mとnはともに5の倍数であり,1以外に正の公約数をもたない
ことに矛盾する。
よって,V5 は有理数ではなく, 無理数である。
(※)の証明は, 319を参照。
証明
n
m=5n? ……0
n=5k°
nも5の倍数となる。
注