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Demostrar que $\sqrt{3}$ no es un número racional

Hay un pregunta similar sin embargo esa pregunta por qué $3 |p^2$ . Aquí la pregunta es sobre $ 3 | p^2 \rightarrow 3 | p$ .

Se trata de un sencillo ejercicio (1.2.1) de "Comprender el análisis" de Abbot.

$\nexists p,q \in \mathbb{N} : \left(\dfrac{p}{q}\right)^2 = 3$

$p$ y $q$ no tienen factores comunes, de lo contrario se anularían entre sí.

Contradicción:

$p^2 = 3q^2$

La parte problemática para mí es

De ello se desprende que $p^2$ es múltiplo de 3 y, por tanto $p$ m ser también múltiplo de 3.

¿Por qué?

La prueba continúa con

$p = 3 r$

$q^2 = 3r^2 \rightarrow q = 3 \lambda$ .

Concluye ahora que $q$ y $p$ tienen factores comunes, lo que invalida la afirmación original.

¿Cómo puedo demostrar $p^2 = 3q^2 \rightarrow p = 3 r$ ? Si esto no es cierto, entonces no veo cómo la contradicción prueba la afirmación, ya que sólo la invalida por tal $p,q$ que tienen factores comunes.

¿Y si $p^2 = 3q^2$ y $p \ne 3 r$ ?

3voto

chhro Puntos 758

Si $p^2=3m$ para algunos $m\in \mathbb Z$ entonces $p=3k$ para algunos $k\in \mathbb Z$ . Supongamos lo contrario. Por Algoritmo de División, $p=3k+1$ ou $p=3k+2$ . Cuadratura $p$ obtenemos $9k^2+6k+1$ ou $9k^2+12k+4$ que no son múltiplos de $3$ contradiciendo la hipótesis. Por lo tanto, $p$ tiene que ser múltiplo de $3$ .

1voto

chaiwalla Puntos 1132

La articulación habitual del resultado por el que pregunta es Lema de Euclides . Cambiando ligeramente su notación, el lema de Euclides dice que si $p$ es primo, $a$ y $b$ son números enteros, y $p$ divide $ab$ entonces $p$ divide $a$ ou $p$ divide $b$ . En particular, si $p$ divide $a^{2}$ entonces $p$ divide $a$ .

Por supuesto, si $p = 3$ también está bien hacer un análisis caso por caso basado en el algoritmo de división para números enteros.

-1voto

Muy bien, déjame explicarte la parte problemática.

Fíjate, tenemos $$p^2=3q^2\tag 1$$ muestra que el $p^2$ es divisible por $3$ que muestra que $p$ también es divisible por $3$ (por teorema fundamental)

Por lo tanto, tenemos $$p=3m\tag 2$$ donde, $m$ es un número entero

Ahora, sustituyendo $p=3m$ en (1), obtenemos $$(3m)^2=3q^2$$$$ \iff 3m^2=q^2$$

ahora, de la ecuación anterior, concluimos que $q^2$ es divisible por $3$ que muestra que $q$ también es divisible por $3$ (por teorema fundamental)

entonces tenemos $$q=3n\tag 3$$

Ahora, a partir de (2) y (3), encontramos que $p$ & $q$ tienen un factor común $3$ lo cual es una contradicción.

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