mathématiques (PCSI) · Chapitre 1 · Application directe du cours
Irrationalité de
Raisonnement et vocabulaire ensembliste · H. Nombres premiers, décomposition et irrationalité · niveau 3 (difficile)
Énoncé
- Soit . Montrer que si , alors .
- En déduire, par l'absurde, que est irrationnel.
Corrigé
- On raisonne par contraposition et disjonction des cas : supposons . La division euclidienne de par s'écrit avec .
- Si : , de reste dans la division par .
- Si : , de reste également.
Dans les deux cas, . Par contraposition, si alors .
- Supposons par l'absurde : il existe et tels que , la fraction étant irréductible (on peut toujours s'y ramener en divisant et par leur PGCD). En élevant au carré : , donc , d'où par la première question. Écrivons : alors , soit . Donc , d'où . Ainsi divise à la fois et , ce qui contredit l'irréductibilité de la fraction. Conclusion : . (La démarche est identique à celle utilisée pour dans le cours, la parité étant remplacée par le reste de la division par .)