直接証明と背理法
http://www.amazon.co.jp/review/R1JEGJU88JQWPS/ref=cm_cr_rdp_perm
のコメントを見て疑問が出てきました。
まず、議論の前提を書きます。
[前提 1]
議論の範囲は、上のリンクのコメントの以下です。
文頭の 『「√2が無理数」の証明は』 から、
段落が変った『つまり』 の手前まで。
[前提 2]
『直接証明』の、言葉の定義は知りませんが、
少くとも、『背理法』かつ『直接証明』という証明は存在しないと思っています。
以降その理解で書くので、これが変であれば指摘して下さい。
では、疑問(本題)を書きます。
[疑問 1]
私には、これは背理法に見えます。
なぜなら、
[仮定] m, n を非負整数(同時に m/n を有理数となる)。
[目標] 『2n^2』と『m^2』の『2に関するベキ指数』が合わない
と、なっていて
[仮定] 証明したい事と逆になっている(『√2 が無理数』に対して、『√2 が有理数』を仮定)
[目標] 矛盾を導く
という、背理法のフォーマットに沿っていると思えるからです。
あと、m,n は 非負整数 とは書いていませんが、
「2に関するベキ指数」を実数や分数について考えるのは変な感じがしたからです。
非負 にしたのは、「(0も含め)」とあったからです。
[疑問 2]
これは前から思っていた事なのですが、
そもそも「ある数が無理数である事」を直接証明できるのでしょうか?
(直接証明の意味が分かっていないのに、この言葉を使うのは変なのですが)
有理数は m/n の様な数式としての表現を持っていますが、
無理数は「有理数ではない実数」なので、この様な表現は無いと思っています。
(√x とか特殊な無理数を数式として表現する事を不可能と言っているのではないです)
だから、少くとも数式を使ってこれを考えるには、「有理数(m/n)ではない」とするしか無い気がします。
(背理法でなければならないかについては、よく分かりません)
と、書きましたが、私は実数に関して知識がほとんどないので、その点がこの考えの弱い部分だと思っています。
(実数も、一般的な数式の表現を持っていないと思っていますが)
よろしくお願いします
お礼
なるほど! 結構ためになりました。 なお、過去にも同じような質問をされている方がいらっしゃり、そちらのほうも参照しました。 あいまいな質問に親切に答えていただきありがとうございました。