振り仮名試験

1. へいほうこん2がすうであることのしょうめい

てい\(\sqrt{2}\) はゆうすうではない。

しょうめいはいほうによる。\(\sqrt{2}\) がゆうすうであるとていする。 すると、たがいにせいすう\(a,b\)(\(b\neq 0\))がそんざいして

\[ \sqrt{2}=\frac{a}{b} \]

ひょうせる。りょうへんじょうすると

\[ 2=\frac{a^{2}}{b^{2}}\quad\Rightarrow\quad 2b^{2}=a^{2}. \]

したがって \(a^{2}\) は \(2\) のばいすうであるから、つぎだいより \(a\) も \(2\) のばいすうである。そこで \(a=2k\)(\(k\in\mathbb{Z}\))とおくと

\[ 2b^{2}=(2k)^{2}=4k^{2}\quad\Rightarrow\quad b^{2}=2k^{2}. \]

ゆえに \(b^{2}\) も \(2\) のばいすうであり、どうようにして \(b\) も \(2\) のばいすうとなる。これは \(a,b\) がたがいにであるというていはんする。ゆえにていあやまりであり、\(\sqrt{2}\) はゆうすうではない。□

だい せいすう\(x\) について、\(x^{2}\) が \(2\) のばいすうならば \(x\) も \(2\) のばいすうである。

しょうめい はいほう。\(x\) がすうとすると \(x=2m+1\)(\(m\in\mathbb{Z}\))とけるける。このとき

\[ x^{2}=(2m+1)^{2}=4m(m+1)+1 \]

であり、へんすうである。これは \(x^{2}\) が \(2\) のばいすうであるというていじゅんする。したがって \(x\) はぐうすう、すなわち \(2\) のばいすうである。□

2. すうげんせい

ていすうげんおおそんざいする。

しょうめいはいほうによる。すうゆうげん個しかそんざいしないとていする。すべてのすうを \(p_1, p_2, \ldots, p_n\) とする。

あたらしいすう\(N = p_1 \cdot p_2 \cdot \ldots \cdot p_n + 1\) をかんがえるえる\(N > 1\) であるから、\(N\) はなんらかのすう\(p\) でれるれる

もし \(p = p_i\)(\(i = 1, 2, \ldots, n\) のいずれかいずれか)ならば、\(p\) は \(p_1 \cdot p_2 \cdot \ldots \cdot p_n\) をる。しかし \(p\) は \(N = p_1 \cdot p_2 \cdot \ldots \cdot p_n + 1\) もるので、\(p\) は \(N - p_1 \cdot p_2 \cdot \ldots \cdot p_n = 1\) をることになる。これはじゅん

したがって \(p\) は \(p_1, p_2, \ldots, p_n\) とことなるなるすうであり、ていはんするするゆえすうげんそんざいする。□

3. カントールカントールたいかくせんろんほう

ていかん\([0,1]\) のじつすうさんげんである。

しょうめいはいほうによる。\([0,1]\) のじつすうさんげんであるとていする。すなわち、れつきょ\(r_1, r_2, r_3, \ldots\) がそんざいして \([0,1]\) のすべじつすうふく

かく\(r_i\) をしょうすうてんじゅうしんてんかいあらわす: \[ r_i = 0.d_{i1}d_{i2}d_{i3}\ldots \] ここで \(d_{ij} \in \{0, 1, 2, \ldots, 9\}\)。

あたらしいじつすう\(x = 0.x_1x_2x_3\ldots\) をつぎのようにこうせいする: \[ x_i = \begin{cases} 1 & \text{if } d_{ii} \neq 1 \\ 2 & \text{if } d_{ii} = 1 \end{cases} \]

こうせいにより、にんの \(i\) にたいして \(x_i \neq d_{ii}\) である。ゆえに \(x \neq r_i\) (すべの \(i\) にたい

しかし \(x \in [0,1]\) であるから、ていによりなんらかの \(r_j\) とひとじゅんゆえに \([0,1]\) のじつすうさんげんである。□