「Topic:数と式」の版間の差分

削除された内容 追加された内容
編集の要約なし
290行目:
 
{{定理|type=命題|
:''m'' を整数とする。
::<math>m^2</math> が偶数ならば、''m'' は偶数である。
}}
 
{{証明|title=命題|
:命題の対偶をとると、
::''m'' が奇数ならば、<math>m^2</math> は奇数である。
:''m'' を奇数とすると、''m'' は整数 ''n'' を用いて、
::<math>m = 2n + 1</math>
:と表せる。両辺を2乗すると、
::<math>\begin{array}{lcl}
m^2 &=& (2n + 1)^2 \\
m^2 &=& (2n)^2 + 2 \cdot 2n \cdot 1 + 1^2 \\
306行目:
m^2 &=& 4n^2 + 4n + 1
\end{array}</math>
:右辺から2をくくり出すと、
::<math>m^2 = 2(2n^2 + 2n) + 1</math>
:''n'' が整数であることから <math>2n^2 + 2n</math> も整数であり、<math>m^2</math> は奇数である。したがって、整数 ''m'' が奇数ならば <math>m^2</math> は奇数であることが示せたので、<math>m^2</math> が偶数ならば ''m'' は偶数であることが示された。∎
}}
 
{{証明|title=<math>\sqrt{2}</math> の無理性|
:<math>\sqrt{2}</math> が有理数であると仮定すると、<math>\sqrt{2}</math> は 1 以外に公約数をもたない整数 ''m'', ''n'' を用いて次のように表せる。
::<math>\sqrt{2} = \frac{m}{n}</math>
:両辺を2乗すると、
::<math>\begin{array}{lcl}
(\sqrt{2})^2 &=& \left( \frac{m}{n} \right)^2 \\
2 &=& \frac{m^2}{n^2}
\end{array}</math>
:両辺に <math>n^2</math> を掛けて分母を払うと、
::<math>2n^2 = m^2</math>
:よって <math>m^2</math> は偶数であり、''m'' も偶数であるので、''m'' は正の整数 ''k'' を用いて、
::<math>m = 2k</math>
:と表せる。これを <math>2n^2 = m^2</math> の右辺に代入すると、
::<math>\begin{array}{lcl}
2n^2 &=& (2k)^2 \\
2n^2 &=& 2^2 k^2 \\
2n^2 &=& 4k^2
\end{array}</math>
:両辺を2で割ると、
::<math>n^2 = 2k^2</math>
:よって <math>n^2</math> は偶数であり、''n'' も偶数である。''m'' と ''n'' が偶数(2の倍数)であることは、''m'' と ''n'' が 1 以外の公約数をもたないことと矛盾する。したがって、<math>\sqrt{2}</math> は無理数である。∎
}}