p1=3, q1=4, p2=−5, q2=6: 분자 18−20=−2, 분모 24, gcd(2,24)=2, 약분하면 −121≈−0.083333.증명 보기
가정을 받아들입니다: r1,r2가 유리수이므로 정수 p1,q1,p2,q2 (q1=0, q2=0)가 존재하여 r1=q1p1, r2=q2p2입니다. 직접증명은 이 가정을 곧바로 계산으로 연결합니다.
통분합니다: r1+r2=q1q2p1q2+q1q2p2q1=q1q2p1q2+p2q1. 분자 p1q2+p2q1은 정수들의 곱과 합의 합이므로 정수이고, 분모 q1q2는 0이 아닌 정수들의 곱이므로 0이 아닌 정수입니다. 따라서 r1+r2는 정수의 비 — 즉 유리수입니다. 이것이 결론에 대한 직접증명입니다. 씬의 수로 확인하면: 4⋅63⋅6+(−5)⋅4=2418−20=24−2=−121≈−0.083333.
43+6−5=24−2=−121
두 유리수의 곱이 유리수임을 직접증명으로 증명하세요. 이어서 유리수의 제곱이 유리수임을 증명하고, 씬의 수 r1=43, r2=−65에 대해 곱이 −85임을 검증하세요.
r1r2=q1q2p1p2,r12=q12p12
p1=3, q1=4, p2=−5, q2=6: 곱 −2415=−85=−0.625.증명 보기
가정: r1=q1p1, r2=q2p2 (정수, q1,q2=0). 곱셈하면 r1r2=q1q2p1p2. 분자 p1p2는 정수이고 분모 q1q2는 0이 아닌 정수이므로 곱은 유리수입니다. 씬의 수: 4⋅63⋅(−5)=24−15=−85=−0.625 (분자·분모를 3으로 약분).
제곱은 곱의 특수한 경우: r=qp (q=0)이면 r2=q2p2이고, p2는 정수, q2는 양의 정수(따라서 =0)이므로 r2는 유리수입니다. 예: r12=(43)2=169. 두 명제 모두 가정에서 결론으로 곧장 가는 한 번의 계산으로 증명됩니다 — 직접증명의 전형적인 형태입니다.
정수 n이 홀수이면 n2도 홀수임을 직접증명으로 증명하세요: n=2k+1로 쓰고 전개하여 (2k+1)2=4k2+4k+1=2(2k2+2k)+1을 보이세요.
n=2k+1⇒n2=(2k+1)2=4k2+4k+1=2(2k2+2k)+1
이 문제는 홀수 n에 대한 대수 증명에 대한 것입니다 — 프리셋은 씬의 유효한 기본 조합 r1=r2=21.증명 보기
가정: n은 홀수입니다. 홀수의 정의에 의해, 어떤 정수 k가 존재하여 n=2k+1입니다. 이제 계산합니다: n2=(2k+1)2=4k2+4k+1.
짝수 부분을 묶습니다: 4k2+4k+1=2(2k2+2k)+1. 여기서 2k2+2k는 정수이므로, n2는 "2 곱하기 정수, 더하기 1" — 즉 홀수입니다. 가정에서 결론까지 한 번의 전개로 도달했으므로 이것은 직접증명입니다. (주목: 이 보조정리는 다음 씬인 대우법 씬이 정확히 소비하는 것입니다 — "n2이 짝수 ⇒n이 짝수"의 증명은 대우인 "n이 홀수 ⇒n2이 홀수"로 귀결되며, 그 대우의 증명이 바로 이 직접증명입니다.)