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articles3/1.book
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√2 の無理性
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0.book
1 2乗
\(m^n\) は \(m\) の \(n\) 乗(ソースでは m ↑ n・0.book の ↑𝕄)。
↑2 …
\(m \in \mathbb{M} \Longrightarrow m ^ 2 = m \cdot m\)
\(\blacktriangleleft\) 𝕄0s ,IND𝕄 ,+𝕄 ,*𝕄 ,↑𝕄 ,1. ,2.
2 偶数と奇数
どの自然数も \(2k\) か \(2k+1\) のどちらか一方の形(0.book の Lpar・Lne)。奇数の2乗は奇数なので、\(m^2\) が偶数なら \(m\) は偶数(Lev)。
Lev …
\(m , x \in \mathbb{M} , m \cdot m = 2 \cdot x \Longrightarrow \exists k \in \mathbb{M} . m = 2 \cdot k\)
\(\blacktriangleleft\) 𝕄0s ,IND𝕄 ,suc𝕄 ,+𝕄 ,*𝕄 ,1. ,2.
3 主定理
\(\sqrt{2}\) が分数 \(m/n\)(\(n \neq 0\))で書けるなら \(m^2 = 2n^2\)。この本は有理数・実数を扱わないので、この言い換えは本の外で行い、本は「そのような自然数 \(m, n\) は無い」ことを示す(√2∄)。
\(m^2 = 2n^2\) なら \(m^2\) は偶数なので \(m = 2k\)、すると \(n^2 = 2k^2\) で \(n = 2j\)、さらに \(k^2 = 2j^2\)。
\(n \neq 0\) なら \(j < n\) で同じ形の解 \((k, j)\) ができる(無限降下)。\(n\) についての強い帰納法(SIND𝕄)で \(n = 0\)。
√2 …
\(m , n \in \mathbb{M} , m ^ 2 = 2 \cdot n ^ 2 \Longrightarrow n = 0\)
\(\blacktriangleleft\) \(\mathbb{W}.\) ,𝕄0s ,IND𝕄 ,suc𝕄 ,+𝕄 ,*𝕄 ,↑𝕄
すなわち \(m^2 = 2n^2\)、\(n \neq 0\) となる自然数 \(m, n\) は無い。
√2∄ …
\(\neg \exists m \in \mathbb{M} . \exists n \in \mathbb{M} . n \neq 0 , m ^ 2 = 2 \cdot n ^ 2\)
\(\blacktriangleleft\) \(\mathbb{W}.\) ,𝕄0s ,IND𝕄 ,suc𝕄 ,+𝕄 ,*𝕄 ,↑𝕄
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