Ero sivun ”Matemaattinen todistus” versioiden välillä

[arvioimaton versio][arvioimaton versio]
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
Rivi 42:
 
=== Epäsuora todistus ===
Epäsuorassa todistuksessa oletetaan, että lauseväite ei olekaan voimassa ja osoitetaan, että tästä oletuksesta"vastaoletuksesta" seuraa jokin ristiriita joko oletuksen, aksiooman tai jonkin aikaisemmin todistetun lauseen kanssa.
 
:'''Väite:''' <math>\sqrt{2}</math> on irrationaaliluku. (Oletetaan, että aiemmin on jo todistettu luvun <math>\sqrt{2}</math> olemassaolo.)
 
:'''Todistus:'''
:(Oletetaan tässä, että aiemmin on todistettu luvun <math>\sqrt{2}</math> olemassaolo)
Tehdään vastaoletus, että <math>\sqrt{2}</math> on rationaaliluku. Silloin on olemassa kokonaisluvut <math>a,b\in\mathbb{Z}_+</math>, joille <math>\sqrt{2}=a/b</math> ja murtoluku <math>a/b</math> on supistettu mahdollisimman yksinkertaiseen muotoon. Korottamalla molemmat puolet toiseen potenssiin saadaan <math>2=a^2/b^2</math>, eli <math>2b^2=a^2</math>. Lukuteoriasta tiedetään, että jos kokonaisluvun neliö on parillinen, niin itse lukukin on parillinen. Koska luvun <math>a</math> neliö on edellä saadun nojalla parillinen, niin on siis olemassa luku <math>c\in\mathbb{Z}</math>, jolle on voimassa <math>a=2c</math>. Sijoittamalla tämä luvun <math>a</math> paikalle saadaan <math>2b^2=(2c)^2=4c^2</math> eli <math>b^2=2c^2</math>. Nyt luvun <math>a</math> lisäksi myös <math>b</math> on parillinen, joten murtoluvussa <math>a/b</math> voidaan jakaa sekä osoittaja että nimittäjä luvulla <math>2</math>. Tämä on ristiriita, sillä alussa oletettiin, että luku <math>a/b</math> oli jo supistettu mahdollisimman yksinkertaiseen muotoon. Tämä ristiriita osoittaa, että vastaoletus on väärin ja alkuperäinen väite oikein. Siispä <math>\sqrt{2}</math> on irrationaaliluku. <math>\square</math>
 
:'''Todistus:'''
:Oletetaan vastoin väitettä, että <math>\sqrt{2}</math> on rationaaliluku. Tällöin on olemassa kokonaisluvut <math>a,b\in\mathbb{Z}_+</math>, joille <math>\sqrt{2}=a/b</math> ja murtoluku <math>a/b</math> on loppuunsupistetussa muodossa. Tällöin olisi <math>2=a^2/b^2</math>, eli <math>2b^2=a^2</math>.
 
:Lukuteoriasta tiedetään, että jos kokonaisluvun neliö on parillinen, itse lukukin on. Tällöin on siis olemassa <math>c\in\mathbb{Z}</math> jolle <math>a=2c</math>. Näin ollen pätee <math>2b^2=(2c)^2=4c^2</math>, eli <math>b^2=2c^2</math>. Mutta nyt <math>b</math>:kin on parillinen, jolloin murtoluku <math>a/b</math> voidaan supistaa kahdella. Tämä on ristiriita, sillä oletettiin, ettei luku <math>a/b</math> supistuisi. Siispä <math>\sqrt{2}</math> on irrationaaliluku.
 
[[Luokka:Matemaattinen logiikka]]