§ 6. Дальнейший анализ числа V2
В предыдущем параграфе было сделано утверждение о том, что
есть алгебраическое число степени 3, т. е. что число К 2, корень уравнения
не является корнем никакого уравнения степени 1 или 2 с целыми коэффициентами. Докажем теперь это утверждение.
Для доказательства того, что
не является корнем никакого уравнения степени 1 с целыми коэффициентами, мы должны показать, что не существует отличного от нуля целого числа а и целого числа b, для которых

Если бы такие числа существовали, то мы имели бы
и, следовательно, число
было бы рациональным. Однако, как установлено в следствии 2 из § 3 гл. IV, число
иррационально.
Труднее доказать, что
не есть корень никакого квадратного уравнения с целыми коэффициентами, т. е. уравнения вида

где а, b, с — целые и а не равно нулю. Предположим, что
является корнем такого уравнения, и покажем, что это приводит к противоречию.
Согласно предположению,

или

Возводя обе стороны в квадрат и упрощая, получаем

Два последних равенства можно рассматривать как систему двух уравнений первой степени с «неизвестными»
. Эта система уравнений либо разрешима, либо нет в зависимости от того, не пропорциональны или пропорциональны пары коэффициентов
.
В случае разрешимости системы, исключая, например,
, находим

Тем самым получено противоречие, поскольку число
иррационально.
В случае неразрешимости системы коэффициенты обоих уравнений пропорциональны. Это означает, что

и мы опять приходим
противоречию. Таким образом доказано, что
есть алгебраическое число степени 3.
Упражнения
1. Доказать, что
есть алгебраическое число степени
2. Доказать, что
есть алгебраическое число степени