已知a,b是正有理数,√a,√b是无理数,证明:√a+√b必为无理数

作者&投稿:郅振 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
已知a与b均为有理数,且根号a和根号b都是无理数。证明根号a+根号b是无理数~

假设√a+√b为有理数
(1)a等于b时
√a+√b=2√a为有理数
因为:任何一个非零有理数与一个无理数之积必是无理数
所以:2√a为无理数
与假设矛盾,假设不成立

(2)a不等于b时 √a-√b不等于0
由已知得√a+√b也不等于0
(√a+√b)(√a-√b)=a+b
因为:两个有理数的和必是有理数
所以:a+b是有理数
因为:任何一个非零有理数与一个无理数之积必是无理数
所以√a-√b不能是无理数
则有(√a+√b)+(√a-√b)=2√a为有理数
因为:任何一个非零有理数与一个无理数之积必是无理数
所以:2√a为无理数,与假设结论矛盾,假设不成立

综上所述,√a+√b为无理数

解:假设根号a+根号b为有理数,
则一定存在p, q属于正整数,
且p,q 互质, 使得p/q=根号a+根号b

则p^2=(根号a+根号b)^2q^2,
假设根号a+根号b可以被2除尽, p是偶数,
则p=2k, 则4k=(根号a+根号b)^2q^2,
所以q为偶数, 这与p, q互质矛盾,
所以在此情况下,假设有一反例, 假设不成立, 所以根号a+根号b为无
理数

方法2.
假设√a+√b=M(M≠0)是有理数
√a=M-√b
两边平方
a=M+b-2M√b

√b=(M+b-a)/2M
左边无理数,右边有理数,矛盾!
所以假设错误!
所以√a+√b不是有理数
所以√a+√b是无理数。

你太有才了,问这种问题,你看看证明的全过程吧

下面开始:
只讨论数域,所以以下所谓“域”也仅指数域。
有理运算:
包括加,减,乘(包括正整数次乘方),除(除数不为0)
数域:
就是关于有理运算封闭的数集。
扩域:
“定义:设E是域F的一个扩域,S是E的一个子集,则称E的所有包含F∪S的子域的交称为F添加S得到的扩域,记作F(S)。
当S是有限集{a1,a2,...,an}时,F(S)又可以记作F(a1,a2,...,an),特别地F(a)称为F的单纯扩域。
定理$$:设E是域F的一个扩域,S1,S2是E的两个子集,则
F(S1∪S2)=F(S1)(S2)=F(S2)(S1)
这个定理告诉我们,我们可将添加有限集合{a1,a2,...,an}于域F归结为有限次单纯扩张,即:
F(a1,a2,...,an)=F(a1)(a2)...(an)”
以上引号里的内容全是书上原话,是对一般性的域(不仅是数域)来讲的,我觉得书上这个定义虽然有些抽象,但也有个明显的好处就是使我们意识到F(s)的“极小性”即“F(S)是包含域F和集合S的最小的域”
关于数域的扩张和扩域,为了便于理解,下面是一个较为顾名思义的解释:
设F是数域,将数a添加到F进行扩张,意思是说将a与F中的数放在一起进行有理运算(所得的结果之间还可以再与F中的数放在一起重复进行有理运算)不断得到新数。
所有可以通过扩张得到的数连同F本身构成一个数域E,称E为F的扩域,E又常记作F(a)。
说明:
1,一般地,将m个数a1,a2,....,am添到F所得的扩域记为F(a1,a2,....,am)
2,如果在F(a)中再添一个数b,得到的扩域为F(a)(b),这样分步添加与一次性将两个数都添进去是等效的,即F(a)(b)=F(a,b)。
3,显然,如果添进去的数a属于F,则得到的扩域E等于F,若a不属于F,则得到的扩域E不等于F,进一步说是E>F。但无论如何有E>=F,即扩域总不比原域小。
代数元:
将各项系数皆出自数域F的多项式称为F上的多项式(将F上的多项式全体所组成的集合记为F[x])。
若a是F上某一非零多项式的根,则称a是F上的代数元。(否则称a是F上的超越元)。
说明:若a是F上的代数元,则称F(a)为F的单代数扩域。
极小多项式:
对于一个数a,称F上以a为根的,次数最低的,首项系数为1的非零多项式p(x)为a在F上的极小多项式,称P(x)的次数n为a在数域F上的次数。
说明:可以证明:“a是F上的代数元<=>a在F上存在极小多项式”,多项式f(x)的次数记作degf(x).
线性空间:
设F是一个数域,V是一个集合,在V上定义了一个加法“+”,即对V中任意两个元素A,B,总存在V中唯一的元素D与之对应,记为D=A+B,在数域F与V之间定义了一种运算,称为数乘,即对F中任一数a及V中任一元素A,在V中总有唯一的元素E与之对应,记为E=aA。若上述加法及数乘满足下列运算规则:
(1)加法交换律:A+B=B+A
(2)加法结合律:(A+B)+D=A+(B+D)
(3)在V中存在一个元素O,对于V中任一向量A,都有A+O=A
(4)对于V中每个元素A,存在元素B,使A+B=O
(5)1*A=A
(6)a(A+B)=aA+aB,a属于F
(7)(a+b)A=aA+bA,a,b属于F
(8)a(bA)=(ab)A
在上述规则中,A,B,D是V中任意的元素,a,b是F中任意的数。适合上述条件的集合V称为数域F上的线性空间或向量空间。
说明:看一个系统是不是线性空间,就按定义去验证就可以了。数域F的扩域E可以看作是数域F上的线性空间。
向量的线性关系(线性相关,线性无关,线性组合):
线性相关和线性无关:
设V是数域F上的线性空间,a1,a2,...,am是V中m个向量,若存在F中m个不全为零的数k1,k2,...,km,使
k1a1+k2a2+...+kmam=0
则称a1,a2,...,am线性相关。
反之,若F中不存在不全为零的数k1,k2,...,km,使
k1a1+k2a2+...+kmam=0
则称a1,a2,...,am线性无关。
说明:
线性无关还可以这样等价地定义:
若存在F中m个数k1,k2,...,km,使
k1a1+k2a2+...+kmam=0成立
则必有k1=k2=...=km=0。
线性无关又称线性独立。
线性组合:
设V是F上的线性空间,a1,a2,...,am和b均是V中的向量,若存在F中m个数k1,k2,...,km,使
b=k1a1+k2a2+...+kmam
则称b是a1,a2,...,am的线性组合。
基和维数:
设V是数域F上的线性空间,如果在V中存在n个线性无关的向量e1,e2,...,en,使V中任一向量均可表示为这组向量的线性组合,则称{e1,e2,...,en}是V的一组基,线性空间V称为n维线性空间,如果不存在有限个向量组成V的一组基,则称V是无限维线性空间。
说明:
1,一般来说,一个线性空间的基不是唯一确定的,但可以证明:不同的基中所含元素的个数必定是相等的。即给定了一个线性空间,则它的维数是确定的。
2,“:(((”在他的帖子里用V/F表示数域F上的线性空间V的维数,我下面也就沿袭这种写法。
3,注意,线性组合的系数一定是要从数域F里出
极大无关组:
设在线性空间V中存在一组向量a1,a2,...,an,适合如下条件:
(1)a1,a2,...,an线性无关
(2)在V中任意取出一个向量a加往入a1,a2,...,an,则a,a1,a2,...,an必线性相关。
那么称a,1,a2,...,an是V的极大线性无关组,简称极大无关组。
说明:
根据上面的定义,我们可以证明下面的定理@:
V中任意一个向量a均可表示为a1,a2,...,an的线性组合。
证:
据条件(2)知a,a1,a2,...,an线性相关,所以存在一组不全为0的数k,k1,k2,...,kn,使
ka+k1a1+...+knan=0 (#)
假设k=0,则上式变为k1a1+k2a2+...+knan=0,因为k,k1,k2,...,kn不全为0,又k=0,所以k1,k2,...,kn不全为0,所以a1,a2,...,an线性相关,这与条件(1)矛盾,所以k不等于0,于是(#)式可写为a=-k1a1/k-k2a2/k-...-knan/k,即a可表为a1,a2,...,an的线性组合,定理@证完。
到这儿,我们看到V的极大无关组a1,a2,...,an既满足线性无关,又可以表示V中任一元素,所以a1,a2,...,an是V的一组基。
以上主要是介绍概念,接下来要证明一些定理:
引理1:
设f(x),g(x)均为数域F上的多项式,g(x)不等于0,则必存在唯一的q(x),r(x)(均为数域F上的多项式),使得f(x)=g(x)q(x)+r(x),且degr(x)<degg(x).
设a为数域F上的代数元,a在F上的次数为n,则有以下引理2至引理4:
引理2:
n个量a^(n-1),...,a^2,a,1是数域F上的线性空间F[a]的一组基。
证:
分两步:
第一步:先证明a^(n-1),...,a^2,a,1线性无关:
若a^(n-1),...,a^2,a,1线性相关,则存在F中不全为零的n个数a(n-1),...,a1,a0,使
a(n-1)a^(n-1)+...+a1a+a0=0
即a是F上的n-1次多项式g(x)=a(n-1)x^(n-1)+...+a1x+a0的根,所以a在F上的次数=<n-1,这与a在F上的次数为n矛盾。所以a^(n-1),...,a^2,a,1线性无关。
第二步:再证明数域F上的线性空间F[a]中的任一元素可以表示为a^(n-1),...,a^2,a,1的线性组合:
对任意f(x)∈F[x],设p(x)为a在F上的极小多项式,degp(x)=n
因为(据引理1)可以写作f(x)=p(x)q(x)+r(x),其中r(x)=r(n-1)x^(n-1)+...+r1x+r0是F上的多项式。
于是有f(a)=p(a)q(a)+r(a)=r(a),(因为p(a)=0)
即f(a)=r(n-1)a^(n-1)+...+r1x+r0,即f(a)可用a^(n-1),...,a^2,a,1的线性组合表示出。
综上两步,可得n个量a^(n-1),...,a^2,a,1是数域F上的线性空间F[a]的一组基。
引理3:
F[a]是域
证:
显然F[a]关于加,减,乘,都是封闭的,下面证明它关于除法(除数不为0)也是封闭的,即要证明对于任意h(a),k(a)∈F[a]且k(a)不等于0,都有h(a)/k(a)属于F[a]。
由引理2知F[a]是F上的n维线性空间,所以k(a)^n,...,k(a),1线性相关(因为n维线性空间中的n+1个元素必定线性相关),即存在F中不全为零的an,...,a1,a0,使:
ank(a)^n+...+a1k(a)+a0=0
设ai是an,...,a1,a0中的一个非零元,则上式约去k(a)^i得
ank(a)^(n-i)+...+a(i+1)k(a)+ai=0
因为ai不等于0,所以有
k(a)(-ank(a)^(n-i-1)/ai-...-a(i+1)/ai)=1
令-ank(a)^(n-i-1)/ai-...-a(i+1)/ai=q(a),显然q(a)属于F[a],式子变为k(a)q(a)=1,于是h(a)/k(a)=h(a)q(a),因为F[a]关于乘法封闭,所以h(a)q(a)属于F[a],也就是h(a)/k(a)属于F[a]。所以F[a]关于除法(除数不为0)也封闭,所以F[a]是域。
引理4:
F[a]=F(a)
证:
由引理3知F[a]是域,又因为F∪a=<F[a]=<F(a),而F(a)是包含F和a的最小的域,所以F[a]=F(a).
有了上面各引理,马上可得:
定理*:
设代数元a在数域F上的次数为n,则F(a)/F=n
证:由引理2知F[a]/F=n,又由引理4知F(a)=F[a],所以F(a)/F=n。
定理$:
设E1,E2为数域F上的两个线性空间,若E1>=E2,则E1/F>=E2/F.
证:
设a1,a2,...,an为E2的一组基(即E2/F=n),则a1,a2,...,an在F上线性无关(即不存在F中不全为0的n个数k1,k2,...,kn使k1a1+k2a2+...+knan=0),因为E1>=E2,所以数域F上的线性空间E1中也有a1,a2,...,an这组元素,由于还是对数域F而言,所以a1,a2,...,an还是线性无的。既然在E1中已找到了含n个元素的线性无关组,所以E1的的极大无关组中元素的个数必然>=n,即E1/F>=n,所以E1/F>=E2/F。
下面解释“:(((”的推理:
令A=a1^(1/k1),B=a2^(1/k2),A和B在Q(Q表有理数域)上的极小多项式分别为f1和f2.
因为Q(A,B)是在Q(A)的基础上添加B得到的扩域,所以Q(A,B)>=Q(A),进而Q(A,B)/Q>=Q(A)/Q,即Q(A,B)/Q>=degf1
同理,因为Q(A,B)是在Q(B)的基础上添加A得到的扩域,所以Q(A,B)>=Q(B),进而Q(A,B)/Q>=Q(B)/Q,即Q(A,B)/Q>=degf2
所以Q(A,B)/Q>=max{degf1,degf2} (1)
因为Q(A,B)=Q(A+B)(A),所以Q(A,B)/Q(A+B)=Q(A+B)(A)/Q(A+B),根据定理*,有:Q(A+B)(A)/Q(A+B)=A在Q(A+B)上的次数,而A在Q(A+B)上的次数=<A在Q上的次数,也即degf1,(原因是:若设p(x)为A在Q上的极小多项式,次数为n,由于Q(A+B)>=Q,所以p(x)也是Q(A+B)上的多项式,此时,如果p(x)正好是A在Q(A+B)上的最小多项式,则A在Q(A+B)上的次数=n,若A在Q(A+B)上还有比p(x)次数还低的非零多项式g(x)(首项为1)使g(x)=0,则A在Q(A+B)上的次数<n)。综上得Q(A,B)/Q(A+B)=<degf1,同理可得Q(A,B)/Q(A+B)=<degf2.于是有:
Q(A,B)/Q(A+B)=<min{degf1,degf2} (2)
观(1)(2)知,只要degf1不等于degf2,则Q(A,B)/Q不等于Q(A,B)/Q(A+B),进而我们可以证明Q(A+B)不等于Q:
假设Q(A+B)=Q,则必有Q(A,B)/Q=Q(A,B)/Q(A+B),与Q(A,B)/Q不等于Q(A,B)/Q(A+B)矛盾。
所以Q(A+B)不等于Q,所以A+B不是Q中的数,即A+B为无理数。
我们看到了,“:(((”的证明也并不完全,其中必须假定degf1不等于degf2才行,也就是说,“:(((”证到的是以下结论:
如果a1^(1/k1)和a2^(1/k2)在Q上的次数不同,则a1^(1/k1)+a2^(1/k2)为一无理数。

假设 √a + √b 是一有理数 r, 则
√a = r - √b
两边平方得
a = r^2 + b - 2r√b
整理等式得
√b = (r^2 + b - a) / 2r
由于 a, b, r 都是有理数, 那么 √b 也是个有理数, 与题设矛盾. 故 √a + √b 不是有理数.

反证法!
因为√a+√b=(a-b)/(√a-√b)
且a b为正有理数,√a √b是无理数
假设√a+√b为有理数,则√a-√b=√a+√b-2√b为无理数
则(√a+√b)(√a-√b)为无理数,与题意不符
则√a+√b为无理数


已知ab为正有理数,m=a分之b
=(ab+b^2-2a^2-ab)\/[a(a+b)]=(b^2-2a^2)\/[a(a+b)]当b>(根号2)a时,m>n 当b=(根号2)a时,m=n 当b<(根号2)a时,m<n

已知a、b、c、d为正有理数,且a4+b4+c4+d4=4abcd,求证a=b=c=d
=0,ab-cd=0 又∵a、b、c、d为正有理数,∴a=b,c=d。代入ab-cd=0,得a 2 =c 2 ,即a=c。所以有a=b=c=d。

已知a,b,c,d均为正有理数,且满足a的四次方加b的四次方加c的四次方加...
解:本人用很简单的方法即可搞定此题。由已知,添项得 a^4+b^4-2a^2*b^2+2a^2*b^2+c^4+d^4-2c^2*d^2+2c^2*d^2-4abcd=0,即得 (a^2-b^2)^2+(c^2-d^2)^2+2(a^2*b^2-2abcd+c^2*d^2)=0 又得 (a^2-b^2)^2+(c^2-d^2)^2+2(ab-cd)^2=0,...

已知a,b为有理数,且a>0,b<0,a+b<0,将四个数a,b,-a,-b俺从小到大的顺序...
即:b<-a<0<a<-b 所以:b<-a<a<-b

已知a,b,c,d为正有理数,且满足a的四次方+b的四次方+c的四次方+d的四次...
(a^2-b^2)^2+(c^2-d^2)^2+2(ab-cd)^2=0 平方相加等于0,所以每一个平方都等于0 (a^2-b^2)^2=(c^2-d^2)^2=(ab-cd)^2=0 a^2-b^2=c^2-d^2=ab-cd=0 a,b,c,d都大于0 a^2=b^2,所以a=b c^2=d^2,所以c=d ab-cd=0 ab=cd 把a=b和c=d代入 b^2=...

证明正有理数集对加法,乘法,除法封闭,对减法不封闭?
除法封闭性:设有任意两个正有理数a和b(b不为0),那么a\/b一定是正的有理数。这是因为两个正数相除,结果一定还是正数。同时,由于a和b都是有理数,它们相除的结果也一定是有理数。所以,正有理数集对除法封闭。减法不封闭性:设有任意两个正有理数a和b,如果a<b,那么a-b就不是正的有...

已知a,b均为有理数,且b<0,关于x的方程(2007a+2008b)x+2007=0无解,则a...
1)a≠0,时有唯一解x=b\/a 2)a=0,b=0时有无数解,x为任意数 3)a=0,b≠0时无解。解:(2007a+2008b)x+2007=0 (2007a+2008b)x=-2007 因为方程无解,所以2007a+2008b=0,即2007a+2007b+b=2007(a+b)+b=0 即2007(a+b)=-b 因为b<0,所以-b>0.所以2007(a+b)>0...

已知ab都是有理数,且a的绝对值=a,b的绝对值=-b,则ab是()A负数 B正数...
a的绝对值=a,所以a大于等于0.同理,b小于0.正数乘负数=负数。0乘负数=0.答案应该选c.

已知a和b是有理数,若a+b=0,a的平方+b的平方 不等于 0,则在a b之间一定...
因为a的平方加b的平方一定大于等于0,又因为不等于0 所以a和b一定都不是0 又因为a加b等于0 所以a和b一定是一正一负 所以a和b之间一定有0(你的第三个选项没打上,我觉得答案是这个)有问题再HI我,望采纳,谢谢

已知a,b,c都是有理数,且a+b+c=0,abc<0,则b+c\/|a|+a+c\/|b|+a+b\/|c|...
有理数a,b的大小顺序的规定:如果a-b是正有理数,则称当a大于b或b小于a,记作a>b或b<a。任何两个不相等的有理数都可以比较大小。有理数集与整数集的一个重要区别是,有理数集是稠密的,而整数集是密集的。将有理数依大小顺序排定后,任何两个有理数之间必定还存在其他的有理数,这就是...

北林区19370929291: 数学问题已知a,b都是正有理数,√a,√b都是无理数,证明:√a
辕实新癀: 可利用反证法 设√a+√b=p/q q√a=p-q√b aq^2=p^2+bq^2-2pq√b aq^2-p^2-bq^2=2pq√b 左边是有理数,右边是无理数,这是矛盾的, 假设不成立 √a+√b必为无理数.

北林区19370929291: 已知a,b是正有理数,√a,√b是无理数,证明:√a+√b必为无理数 -
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北林区19370929291: 已知a,b为正有理数,根号下a,根号下b为无理数,猜想根号下a+根号下b是有理数还是无理数并证明. -
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辕实新癀: 假设√a+√b为有理数 (1)a等于b时 √a+√b=2√a为有理数 因为:任何一个非零有理数与一个无理数之积必是无理数 所以:2√a为无理数 与假设矛盾,假设不成立 (2)a不等于b时 √a-√b不等于0 由已知得√a+√b也不等于0 (√a+√b)(√a-√b)=a+b 因为:两个有理数的和必是有理数 所以:a+b是有理数 因为:任何一个非零有理数与一个无理数之积必是无理数 所以√a-√b不能是无理数 则有(√a+√b)+(√a-√b)=2√a为有理数 因为:任何一个非零有理数与一个无理数之积必是无理数 所以:2√a为无理数,与假设结论矛盾,假设不成立 综上所述,√a+√b为无理数

北林区19370929291: 若a、b和√a=√b都是有理数,则√a、√b都是有理数. -
辕实新癀: 根号下不能为负数,根号-2是虚数 应该是指√a+√b也是有理数把??无理数相加不可能得到有理数的

北林区19370929291: 已知a,b为正实数,试比较(a/√b)+(b/√a)与√a+√b的大小 -
辕实新癀: a,b为正实数,a-b和√a-√b是同号的 所以有(a-b)(√a-√b)≧0 展开可得:a√a+b√b-b√a-a√b≧0 即:a√a+b√b≧b√a+a√b 两边同时除以√ab即得:(a/√b)+(b/√a)≧√a+√b

北林区19370929291: 若a,b和√a+√b都是有理数 -
辕实新癀: 选A 令k=√a+√b,a、b、k均为有理数 √a=k-√b 两边同时平方,得 a=k²-2k√b+b2k√b=k²+b-a 若k=0,则a=b=0,显然√a和√b都是有理数 若k>0,则√b=(k²+b-a)/2k,所以√b为有理数,同理√a为有理数 综上所述,√a和√b都是有理数

北林区19370929291: 若a≠b,且a,b,√a - √b都是有理数,则√a,√b都是有理数吗?如果是,给出证明,如果不是,请举出反例 -
辕实新癀: 若a≠b,且a,b,√a-√b都是有理数 则√a,√b都是有理数吗?如果是,给出证明,如果不是,请举出反例 (√a - √b)是有理数 ===> (√a + √b) = (a - b) / (√a - √b)也是有理数; (√a - √b) ± (√a + √b) = 2√a 和 2√b 当然也都是有理数答案: a、b、 (√a - √b) 、 (√a + √b) 、√a 、 √b 都是有理数

北林区19370929291: 证明:已知a与b均为有理数,且根号a和根号b都是无理数,证明根号a+根号b也是无理数 -
辕实新癀:[答案] 假设√a+√b为有理数 ①a等于b时 √a+√b=2√a为有理数 根据题意:√a为无理数,2√a也应该无理数,结论矛盾,假设不成立 ②a不等于b时 √a-√b不等于0 √a+√b也不等于0 (√a+√b)(√a-√b)=a+b 因为:a+b是有理数 由...

北林区19370929291: 已知a、b是有理数,√2a+(√2 - 1)b=2√2a - 1,求a、b. -
辕实新癀: √2a+(√2-1)b=2√2a-1(根号2)a+(根号2)b-b=2(根号2)a-1(根号2)(b-a)=b-1 a,b均为有理数,要使此式成立,只能:b-a=0, b-1=0 所以:a=b=1

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