四设正整数a不是完全平方数
????? 四.设正整数a不是完全平方数,求证:对每一个正整数n,
2nSaaa,,,, n,,,,,,
的值都是无理数.这里,其中
示不超过x的最大整数. []xxxx,,,,,,
222证明:设,,,其中整数,则,且,而cac,,,1ac,12,,,accc,1,,,,
,,.令 aaaac,,,,,,,,
kk*aacxyakNxyZ,,,,,,(),,,. kkkk,,
则 . ……? Sxxxyyya,,,,,,,,......,,,,nnn1212
n
下面证明,对所有正整数n,Ty,,0.由于 nk,k,1
k,1xyaacacxyaaycxxcya,,,,,,,,,,()(), kkkkkkkk,,11,,,,,,
xaycx,,,,kkk,1所以 ,yxcy,,.,kkk,1
由xcy,,,1yc,,2可得. 112
消去得, x,,k
2ycyacy,,,,2, ? ,,21kkk,,
其中yyc,,,1,2. 12
由数学归纳法易得
yy,,0,0. ? 212kk,
由?和?,可得
2yycyacy,,,,,,,(21)()0,kkkk,,,2221212 2yycyacy,,,,,,,(21)()0,kkkk,,,2221212
2222相乘得 yy,,0yy,,0,又因,故. yy,222121kk,,212kk,又由
2yycyacy,,,,,,,(21)()0,kkkk,,212221 2yycyacy,,,,,,,(21)()0,kkkk,,212221
22yy,,0相乘得 ,即. yy,212kk,221kk,
. ? yy,nn,1所以,对所有正整数n,都有
故由? ?得,对所有正整数n,都有yyyy,,,,0,0.因此 212221kkkk,,
Tyyyyy,,,,,,,()...()0, 211232221nnn,,,
Tyyyyyy,,,,,,,,()()...()0, 21234212nnn,
从而对所有正整数n,都有T,0S,故由?知,是无理数. nn
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