הוכחות מתמטיות/שונות/תחום הגדרת שורש טבעי למספר טבעי: הבדלים בין גרסאות בדף

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ הסרת קישור לא מתאים
אין תקציר עריכה
שורה 1:
<math>\sqrt[n]{a}</math> הוא מספר שלם או אי-רציונאלי לכל <math>a,n\in\N_{>1}</math> .
<math>\neg\exists a,b,c,n \in \N : c\perp(b > 1) : \sqrt[n]{a} = \frac{c}{b}</math>
 
;הוכחה
לאמר: לא קיימים [[w:מספר טבעי|מספרים טבעיים]] <math>a,b,c,n</math> כך שיתקיים שוויון <math>\sqrt[n]{a}= \frac{c}{b}</math>, כאשר <math>c</math> ו- <math>b > 1</math> [[w:מספרים זרים|מספרים זרים]].
:1. [[w:הוכחה בדרך השלילה|נניח בשלילה]] כי קיימיםקיים <math>a,\frac{c}{b,c,n}\in\Q</math> טבעיים כאשר <math>b,c</math\in\N_{> ו- <math>b > 1}</math> מספרים זרים זה לזה, כך ש- <math>\sqrt[n]{a}= \frac{c}{b}</math> .
 
:*מספרים <math>b,c</math> זרים [[w:|אם ורק אם]] [[w:מחלק משותף מקסימלי|מחלקם המשותף המקסימל]]המקסימלי הוא <math>\gcd(b,c) = 1</math>.
===[[w:הוכחה|הוכחה]]===
:1. [[w:הוכחה בדרך השלילה|נניח בשלילה]] כי קיימים <math>a,b,c,n</math> טבעיים כאשר <math>c</math> ו- <math>b > 1</math> זרים זה לזה, כך ש- <math>\sqrt[n]{a}= \frac{c}{b}</math>.
:*מספרים <math>b,c</math> זרים [[w:|אם ורק אם]] [[w:מחלק משותף מקסימלי|מחלקם המשותף המקסימל]] הוא <math>\gcd(b,c) = 1</math>.
 
:2. נעלה את הביטוי ב- <math>n</math> טבעי ונקבל <math>a=\frac{c^n}{b^n} \iff a=\left(\frac{c}{b}\right)^{n}</math> .
 
::א. במשוואה <math>,a bab^n = c^n</math> לפי [[w:המשפט היסודי של האריתמטיקה|המשפט היסודי]] קיים [[w:מספר ראשוני|ראשוני]] <math>p</math> כך ש- <math> p|b^n</math> .
:3.
::א. במשוואה <math>,a b^n = c^n</math> לפי [[w:המשפט היסודי של האריתמטיקה|המשפט היסודי]] קיים [[w:מספר ראשוני|ראשוני]] <math>p</math> כך ש- <math> p|b^n</math>.
::ב. לפי [[w:הלמה של אוקלידס|לֵמַת אוקלידס]] אם ראשוני מחלק מכפלה, בהכרח הוא מחלק '''לפחות אחד מגורמיה''', כך <math>\iff p|a_1a_2 \cdots a_n</math> {{כ}} <math>p|a_1</math> או <math>p|a_2</math> או <math>\cdots</math> או <math>p|a_n</math>.
:::לפיכך <math>.p|b \iff p|\overbrace{b\cdot b\cdots b}^n</math>
:4. אך מן השוויון <math>a b^n = c^n</math> נובעת גרירה <math>p|c^n \iff p|a b^n</math>. מלֵמַת אוקלידס הנ"ל נקבל גם את הגרירה <math>p|c \iff p|\overbrace{c\cdot c\cdots c}^n</math>.
 
::ב. לפי [[w:הלמה של אוקלידס|לֵמַת אוקלידס]] אם ראשוני מחלק מכפלה, בהכרח הוא מחלק '''לפחות אחד מגורמיה''', כך <math>\iff p|a_1a_2 \cdots a_n</math> {{כ}} <math>p|a_1</math> או <math>p|a_2</math> או <math>\cdots</math> או <math>p|a_n</math> .
:5. קיבלנו ש- <math>p|b</math> וגם <math>p|c</math>, כך שהמחלק המשותף המקסימל שלהם הוא עתה <math>\gcd(b,c) = p</math> אף כי הנחנו תחילה שהם זרים. '''''סתירה'''''.
 
:::לפיכך <math>.p|b \iff p|\overbrace{b\cdot b\cdots b}^n</math> .
לכן לא קיים שוויון כזה. '''מ.ש.ל'''. ■
 
:4. אך מן השוויון <math>a bab^n = c^n</math> נובעת גרירה <math>p|c^n \iff p|a bab^n</math> . מלֵמַת אוקלידס הנ"ל נקבל גם את הגרירהכי <math>p|c \iff p|\overbrace{c\cdot c\cdots c}^n</math> .
 
:5. קיבלנו ש- <math>p|b</math> וגם <math>p|c</math> , כך שהמחלק המשותף המקסימלהמקסימלי שלהם הוא עתה <math>\gcd(b,c) = p</math> אף כי הנחנו תחילה שהם זרים. '''''סתירה'''''.
 
לכןמסקנה: לא קיים שוויון כזה. '''מ.ש.ל'''. ■<math>\blacksquare</math>
 
[[קטגוריה:הוכחות מתמטיות (ספר)]]