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Montrer l'irrationalité

Posté par
ludwig64
23-10-17 à 23:21

Bonjour,  voilà je dois démontrer que racine de 2 + racine cube de 2 est irrationnel
J'ai tout d'abord essayer de faire comme pour la démonstration de l'irrationalité de racine de 2 mais j'ai pas réussi. J'ai essayer de factoriser puis de montrer l'irrationalité de chacun des facteurs, mais j'y arrive pas. Pourriez vous m'aider?

Posté par
etniopal
re : Montrer l'irrationalité 23-10-17 à 23:35

Tu poses x := 21/2 + 21/3 .
Tu as  2 =( x -  21/2)
Tu développes et tu devrais voir quelque chose !

Posté par
etniopal
re : Montrer l'irrationalité 23-10-17 à 23:37

2 =( x -  21/2) 3

Posté par
jsvdb
re : Montrer l'irrationalité 24-10-17 à 13:41

Bonjour !
Pourquoi calculer des cubes quand on peut faire le même avec des carrés ?

(x-2^{1/3})^2 = 2 \Leftrightarrow (x^2 -2) + 2^{2/3}(2^{2/3}x+1) = 0

On suppose x rationnel et on regarde ...

Le principe étant le suivant (similaire aux complexes) :
si i est un irrationnel et a,b deux rationnels, on a : a + ib = 0 \Leftrightarrow a = b = 0

Posté par
Camélia Correcteur
re : Montrer l'irrationalité 24-10-17 à 16:34

Bonjour

J'ai une suggestion qui me parait plus simple. Si 2+\sqrt[3]2 était rationnel, alors \sqrt[3]2 le serait aussi. Dans ce cas il existerait des entiers premiers entre eux tels que \sqrt[3]2=a/b et on arrive à une impossibilité, comme pour \sqrt 2.

Posté par
ThierryPoma
re : Montrer l'irrationalité 24-10-17 à 16:46

Bonjour Camélia,

Sauf qu'ici il s'agit de montrer l'irrationalité de \sqrt{2}+\sqrt[3]{2}, et non de 2+\sqrt[3]{2}.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Montrer l'irrationalité 24-10-17 à 16:48

Oh! Avec cette drôle d'écriture, j'avais zappé la première racine.

Posté par
jokass
re : Montrer l'irrationalité 24-10-17 à 19:02

Salut,

comme le demandeur a eu des réponses je me permets une réponse plus "perchée".

En terme d'extension de corps, on peut regarder le degré de l'extension [21/3,21/2] sur .
Et en appliquant le critère d'Eisenstein aux polynômes X²-2 et X3-2, on prouve qu'ils sont irréductibles sur (et donc à l'aide de la formule de multiplicativité des degrés,  [21/3,21/2] est de degré 6 sur mais ça ne nous intéresse pas ici). A l'aide de la théorie de Galois on peut montrer qu'un élément primitif de [21/3,21/2] est 21/2+21/3 (plus généralement cela est vra;i pour n'importe quel a et b il me semble, pourvut que l'un des deux ne s'exprime pas comme combinaison de l'autre. Pour le prouver on regarde les k-homomorphisme qui envoient une racine sur une autre). Donc en particulier 21/2+21/3 est irrationnel.

Posté par
jsvdb
re : Montrer l'irrationalité 24-10-17 à 19:02

@etniopal : désolé de t'avoir contredit, c'est toi qui a raison.

\begin {aligned}2^{1/2}+2^{1/3} = r \in \Q & \Leftrightarrow 2 = (r-2^{1/2})^3 \\ & \Leftrightarrow 2 = r^3 - 3r^2(2^{1/2}) + 6r - 2(2^{1/2})\\ &\Leftrightarrow 2 ^{1/2}= \frac{r^3+6r-2}{2+3r^2} \in \Q\end {aligned}

Posté par
etniopal
re : Montrer l'irrationalité 24-10-17 à 19:45

Pour prolonger l'exo :
Soient n et p  des entiers vérifiant p > 0 , n > 1 .
21/n + 21/(n+p) est-il rationnel ?

Posté par
jokass
re : Montrer l'irrationalité 24-10-17 à 20:56

Salut etniopal,

en appliquant le même raisonnement que j'ai fait, la seul partie difficile est de prouver que un élément primitif de [21/n,21/n+p]  est 21/n+21/n+p.

C'est un exercice pas évident mais du coup la réponse est non, la somme est irrationnel.

"Soit K un corps, a et b des éléments algébriques sur K.  Alors il existe r t.q a+rb soit un élément primitif de L=K[a,b] sur K"

L'idée c'est que les K-homomorphismes i sont en nombre fini  (et ils sont distinct!) et on le prouve par l'absurde en regardant les images des i de a+rb. Autrement dit on suppose que r, i,j , ij/ i(a+rb)=j(a+rb).
Or comme r peut prendre une infinité de valeur, alors que les couples (i,j) sont en nombres fini; rs et ij tel que:

i(a+rb)=j(a+rb)
i(a+sb)=j(a+sb)

et par différence et en simplifiant par (r-s) comme i homomorphisme on obtient i(b)=j(b) et donc i(a)=j(a) donc i=j ce qui est une contradiction.

la somme est donc primitif avec un r qu'on peut dégager SI LE CORPS EST .



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