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★6レベル cos1°が有理数か無理数かを示せ
出題:Катюша


全員の答え

正解者に拍手!よく出来ましたよく出来ました
無理数です

多分0.994444444とかの循環少数になるはず
(マドハンド)
cos1°が有理数であると仮定すると、cos30°はcos1°の30次式で表されるので有理数。これはcos30°=3√2が無理数であることに矛盾。
よって無理数。
(ハルポップ)
有理数と仮定すると
cos2θ=2cos^2 θ-1=1-2sin^2 θ
よってcos2°=2cos^2 1°-1=1-2sin^2 1°
cos1°が有理数なら、cos2°は有理数ということになる。
有理数p,q(pは0以外 qも0以外)
cos2°=p cos32°=qとする。
cos32°=cos(30°+2°)=cos30°2°-sin30°2°
q=ルート3/2 p-1/2 ルート1-p^2
これを計算
4p^2+4q^2-1/4pq=ルート3
cos1°が有理数なら、左辺は有理数。
しかし、ルート3は無理数なので、不合理である。
よって、cos1°は無理数である。
(森の猫耳妖精タツキン)

正解

背理法を用いてcos1°が無理数であることを示す。
まず、cos1°が有理数であると仮定する。
チェビシェフ多項式よりcos30°はcos1°の30次式で表されるので、cos30°は有理数である。
しかしこれはcos30°=√3/2が無理数であることに矛盾する。
cos1°が有理数であるという仮定は誤りなので、cos1°は無理数である。