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数学
题目

78. (1.0) 78. (1.0分) 因为sqrt(2)是无理数,所以这一命题无法用算术基本定理进行反证法证明。()A. 对B. 错

78. (1.0) 78. (1.0分) 因为$\sqrt{2}$是无理数,所以这一命题无法用算术基本定理进行反证法证明。()

A. 对

B. 错

题目解答

答案

B. 错

解析

本题考查算术基本定理以及反证法的应用,解题思路是明确算术基本定理的内容,然后分析能否用其对“$\sqrt{2}$是无理数”这一命题进行反证法证明。

1. 明确算术基本定理

算术基本定理:任何一个大于$1$的自然数$N$,如果$N$不为质数,那么$N$可以唯一分解成有限个质数的乘积$N = p_1^{a_1}p_2^{a_2}\cdots p_n^{a_n}$,这里$p_1 < p_2 < \cdots < p_n$是质数,其指数$a_i$是正整数。

2. 用反证法证明$\sqrt{2}$是无理数

假设$\sqrt{2}$是有理数,那么存在互质的正整数$m$和$n$(即$\gcd(m,n)=1$),使得$\sqrt{2}=\frac{m}{n}$。
两边同时平方可得$2 = \frac{m^2}{n^2}$,进一步变形为$m^2 = 2n^2$。
这表明$m^2$是偶数,因为奇数的平方是奇数,所以$m$必然是偶数。
设$m = 2k$($k$是正整数),将其代入$m^2 = 2n^2$中,得到$(2k)^2 = 2n^2$,即$4k^2 = 2n^2$,化简可得$n^2 = 2k^2$。
这又说明$n^2$是偶数,从而$n$也是偶数。
但是$m$和$n$都是偶数,这与$m$和$n$互质矛盾。
所以假设不成立,即$\sqrt{2}$是无理数。

在这个证明过程中,虽然没有直接使用算术基本定理的完整形式,但从本质上来说,判断一个数是奇数还是偶数,是基于数的质因数分解($2$是唯一的偶质数),这与算术基本定理的思想是紧密相关的。所以“$\sqrt{2}$是无理数”这一命题是可以用与算术基本定理相关的思想进行反证法证明的。

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