Question

chứng minh nếu \(x-\frac{1}{x}\) là số nguyên và x khác +-1 thì x và \(x+\frac{1}{x}\) là số vô tỉ . khi đó \(\left(x+\frac{1}{x}\right)^{2n}\)

và \(\left(x+\frac{1}{x}\right)^{2n+1}\) là số vô tỉ hay số hữu tỉ

 

Answer 1

Giả sử x là số hữu tỷ thì ta có

\(x=\frac{m}{n}\left(\left(m,n\right)=1\right)\)

\(\Rightarrow x-\frac{1}{x}=\frac{m}{n}-\frac{n}{m}=\frac{m^2-n^2}{mn}\)

Vì \(x-\frac{1}{x}\)là số nguyên nên m² - n² \(⋮\)m

\(\Rightarrow\)n² \(⋮\)m 

Mà n,m nguyên tố cùng nhau nên

m = \(\pm\)1

Tương tự ta cũng có

n =\(\pm\)1

\(\Rightarrow\)x = \(\pm\)1

Trái giả thuyết.

Vậy x phải là số vô tỷ.

Ta có: \(2x-\left(x-\frac{1}{x}\right)=x+\frac{1}{x}\)

\(\Rightarrow x+\frac{1}{x}\)là số vô tỷ.

Ta có: \(\left(x+\frac{1}{x}\right)^2=\left(x-\frac{1}{x}\right)^2+4\)nên là số nguyên

\(\Rightarrow\left(x+\frac{1}{x}\right)^{2n}\)là số hữu tỷ.

Mà \(x+\frac{1}{x}\)là số vô tỷ nên

\(\left(x+\frac{1}{x}\right)^{2n+1}=\left(x+\frac{1}{x}\right)\left(x+\frac{1}{x}\right)^{2n}\)

là số vô tỷ