题目
设a为有理数,x为无理数,证明:(1)a+x是无理数;(2)当a≠0时,ax是无理数。.
设a为有理数,x为无理数,证明:(1)a+x是无理数;(2)当a≠0时,ax是无理数。
.题目解答
答案
证明:(1)任何有理数都可以表示成
如果
那么
所以
(2)如果
所以
所以当
解析
步骤 1:证明a+x是无理数
首先,假设a+x是有理数。根据有理数的定义,任何有理数都可以表示为两个整数的比值,即a+x=qp,其中p和q都是整数,且q≠0。
步骤 2:推导出x是有理数
由于a是有理数,可以表示为a=mn,其中m和n都是整数,且n≠0。将a的表达式代入a+x=qp中,得到mn+x=qp。通过移项,得到x=qp−mn。将qp−mn表示为一个分数,即x=(pq−mn)nn。由于pq−mn和nn都是整数,所以x是有理数。
步骤 3:得出矛盾
根据题目条件,x是无理数,而我们推导出x是有理数,这与题目条件矛盾。因此,假设a+x是有理数是错误的,所以a+x是无理数。
步骤 4:证明当a≠0时,ax是无理数
首先,假设ax是有理数。根据有理数的定义,任何有理数都可以表示为两个整数的比值,即ax=qp,其中p和q都是整数,且q≠0。
步骤 5:推导出x是有理数
由于a是有理数,可以表示为a=mn,其中m和n都是整数,且n≠0。将a的表达式代入ax=qp中,得到mnx=qp。通过移项,得到x=qp⋅nm。将qp⋅nm表示为一个分数,即x=(pq⋅nm)nn。由于pq⋅nm和nn都是整数,所以x是有理数。
步骤 6:得出矛盾
根据题目条件,x是无理数,而我们推导出x是有理数,这与题目条件矛盾。因此,假设ax是有理数是错误的,所以当a≠0时,ax是无理数。
首先,假设a+x是有理数。根据有理数的定义,任何有理数都可以表示为两个整数的比值,即a+x=qp,其中p和q都是整数,且q≠0。
步骤 2:推导出x是有理数
由于a是有理数,可以表示为a=mn,其中m和n都是整数,且n≠0。将a的表达式代入a+x=qp中,得到mn+x=qp。通过移项,得到x=qp−mn。将qp−mn表示为一个分数,即x=(pq−mn)nn。由于pq−mn和nn都是整数,所以x是有理数。
步骤 3:得出矛盾
根据题目条件,x是无理数,而我们推导出x是有理数,这与题目条件矛盾。因此,假设a+x是有理数是错误的,所以a+x是无理数。
步骤 4:证明当a≠0时,ax是无理数
首先,假设ax是有理数。根据有理数的定义,任何有理数都可以表示为两个整数的比值,即ax=qp,其中p和q都是整数,且q≠0。
步骤 5:推导出x是有理数
由于a是有理数,可以表示为a=mn,其中m和n都是整数,且n≠0。将a的表达式代入ax=qp中,得到mnx=qp。通过移项,得到x=qp⋅nm。将qp⋅nm表示为一个分数,即x=(pq⋅nm)nn。由于pq⋅nm和nn都是整数,所以x是有理数。
步骤 6:得出矛盾
根据题目条件,x是无理数,而我们推导出x是有理数,这与题目条件矛盾。因此,假设ax是有理数是错误的,所以当a≠0时,ax是无理数。