n次方程式の整数解について
a1、a2、・・anが整数のとき、x^n+a1x^(n-1)+・・・+a(n-1)x+an=0
が有理数の解を持つ時、その解が整数である事を証明せよ。
(背理法を用いると思うんですが・・)
★希望★完全解答★
n次方程式の整数解について
a1、a2、・・anが整数のとき、x^n+a1x^(n-1)+・・・+a(n-1)x+an=0
が有理数の解を持つ時、その解が整数である事を証明せよ。
(背理法を用いると思うんですが・・)
★希望★完全解答★
こんにちは。「\(\sqrt{\quad}\)2が無理数であることの証明」というのは習いましたか?
この証明を知っていると、質問された問題<3711>も解答の方針が立つと思います。
以下に示す解答を見る前に、もう一度自力で考えてみませんか。
では解答です。
題意の方程式が整数でない有理数の解を持つと仮定し、その解αをα=q/p と置く。
ここで、p、qは整数で互いに素であり、かつpは2以上の自然数とする。
すべての有理数は既約分数で表せるから、これで一般性を失わない。
さて、与えられた方程式にαを代入して通分すれば
(1/\(p^{n}\)){\(q^{n}\)+a_1・pq^(n-1)+………+a_(n-1)・qp^(n-1)+a_n・\(p^{n}\)}=0
となる。ここで、{ }内の第2項以降をpでくくって書き直せば、
A=a_1・q^(n-1)+………+a_(n-1)・qp^(n-2)+a_n・p^(n-1)として
\(q^{n}\)+pA=0………★ と書ける。
ここでp、q、a_1、………、a_nはすべて整数であるからAも整数である。
だから★は、\(q^{n}\)がpの倍数であることを意味する。
これはp、qが既約でかつpが2以上の自然数とした仮定に矛盾する。
よって、整数でない有理数解は存在しない。
つまり、もし有理数解が存在するならば、それは整数である。
(証明終わり)