Adloun

Montrer par l'absurde que √2 ∉ ℚ. Adapter la preuve à √3, puis…

Application directe du cours · niveau 2 · mathématiques MPSI, chapitre 1 — Raisonnement et vocabulaire ensembliste · C. Modes de raisonnement

Énoncé

Montrer par l'absurde que . Adapter la preuve à , puis expliquer pourquoi elle échoue pour .

Corrigé

Le lemme. L'exercice 19 établit par contraposée que, pour , si est impair alors est impair — autrement dit :

1) . Raisonnons par l'absurde : supposons . On peut alors écrire (toute fraction se met sous forme irréductible). En élevant au carré : .

Ainsi divise et , ce qui contredit . L'hypothèse est donc absurde : .

2) Le cas de . La preuve se transporte, à condition de remplacer le lemme par son analogue : qui s'obtient par disjonction de cas sur le reste de modulo : si alors ; si alors n'est pas divisible par . Seul le premier cas donne , et il donne .

On reprend alors mot pour mot : donne , puis donne donc — contradiction.

3) Pourquoi la preuve échoue pour . Elle échoue exactement là où il faut : le lemme est faux pour . On a bien , mais . La chaîne « divisible par donc divisible par » se rompt à son premier maillon, et rien ne permet de descendre.

Et c'est heureux, car est rationnel : une démonstration qui aurait fonctionné aurait prouvé quelque chose de faux.

Ce que l'échec enseigne. Le lemme « » n'est vrai que pour premier — c'est le lemme d'Euclide. La preuve donne donc en réalité l'irrationalité de pour tout nombre premier , et refuse de fonctionner précisément pour les carrés parfaits.

Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre

Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.