证明$\sqrt3 + \sqrt5$是无理数。
已知:
$\sqrt3\ +\ \sqrt5$
要求:
我们必须证明$\sqrt3\ +\ \sqrt5$ 是一个无理数。
解答
假设,相反地,$\sqrt3\ +\ \sqrt5$ 是有理数。
因此,我们可以找到整数a和b($≠$ 0),使得 $\sqrt5\ +\ \sqrt3\ =\ \frac{a}{b}$。
其中a和b互质。
现在,
$\sqrt5\ +\ \sqrt3\ =\ \frac{a}{b}$
$\sqrt3\ =\ \frac{a}{b}\ -\ \sqrt5$
两边平方:
$(\sqrt{3} )^{2} \ =\ \left(\frac{a}{b} \ -\ \sqrt{5}\right)^{2}$
$3\ =\ \left(\frac{a}{b}\right)^{2} \ +\ 5\ -\ 2\sqrt{5}\left(\frac{a}{b}\right)$
$3\ =\ \frac{a^{2}}{b^{2}} \ +\ 5\ -\ 2\sqrt{5}\left(\frac{a}{b}\right)$
$2\sqrt{5}\left(\frac{a}{b}\right) \ =\ \frac{a^{2}}{b^{2}} \ +\ 5\ -\ 3$
$2\sqrt{5}\left(\frac{a}{b}\right) \ =\ \frac{a^{2}}{b^{2}} \ +\ 2$
$2\sqrt{5}\left(\frac{a}{b}\right) \ =\ \frac{a^{2} \ +\ 2b^{2}}{b^{2}}$
$\sqrt{5} \ =\ \frac{a^{2} \ +\ 2b^{2}}{b^{2}} \ \times \ \frac{b}{2a}$
$\sqrt{5} \ =\ \frac{a^{2} \ +\ 2b^{2}}{2ab}$
这里,$\frac{a^{2} \ +\ 2b^{2}}{2ab}$是有理数,但$\sqrt{5}$是无理数。
但是,有理数 $≠$ 无理数。
这个矛盾是由于我们错误地假设$\sqrt3\ +\ \sqrt5$ 是有理数而产生的。
所以,这证明了$\sqrt3\ +\ \sqrt5$是一个无理数。