Ответ:
Используем факт: если число \(n\) не является точным квадратом натурального числа, то \(\sqrt n\) иррационально. В частности, иррациональны \(\sqrt2,\sqrt3,\sqrt5,\sqrt6,\sqrt7,\sqrt{10},\sqrt{42}\).
- а) Если бы \(1+\sqrt2\) было рациональным, то
\(\sqrt2=(1+\sqrt2)-1\) также было бы рациональным. Это противоречие.
Следовательно, \(1+\sqrt2\) иррационально. - б) Предположим, что \(r=\sqrt3+\sqrt2\) — рациональное число. Тогда
\(\sqrt3=r-\sqrt2\).
Возведём в квадрат:
\(3=r^2-2r\sqrt2+2\),
\(2r\sqrt2=r^2-1\).
Так как \(r\ne0\), получаем \(\sqrt2=\frac{r^2-1}{2r}\), то есть рациональное число. Противоречие.
Следовательно, \(\sqrt3+\sqrt2\) иррационально. - в) Если бы \(2\sqrt3\) было рациональным, то после деления на рациональное число 2 число \(\sqrt3\) было бы рациональным. Противоречие.
Следовательно, \(2\sqrt3\) иррационально. - г) Если бы \(\frac{\sqrt5}{2}\) было рациональным, то после умножения на 2 число \(\sqrt5\) было бы рациональным. Противоречие.
Следовательно, \(\frac{\sqrt5}{2}\) иррационально. - д) Если бы \(\frac1{\sqrt2}\) было рациональным, то и обратное ему число \(\sqrt2\) было бы рациональным. Противоречие.
Следовательно, \(\frac1{\sqrt2}\) иррационально. - е) Предположим, что \(x=\sqrt{2+\sqrt2}\) — рациональное число. Тогда
\(x^2=2+\sqrt2\),
\(\sqrt2=x^2-2\).
Правая часть рациональна, значит, рациональным было бы и \(\sqrt2\). Противоречие.
Следовательно, \(\sqrt{2+\sqrt2}\) иррационально. - ж) Предположим, что \(r=\sqrt5+\sqrt2-1\) — рациональное число. Тогда \(r+1=\sqrt5+\sqrt2\) — рациональное число. Возведём в квадрат:
\((r+1)^2=7+2\sqrt{10}\).
Отсюда \(\sqrt{10}=\frac{(r+1)^2-7}{2}\) — рациональное число. Противоречие.
Следовательно, \(\sqrt5+\sqrt2-1\) иррационально. - з) Предположим, что \(r=\sqrt7+\sqrt2+\sqrt3\) — рациональное число. Тогда
\(\sqrt2+\sqrt3=r-\sqrt7\).
Возведём в квадрат:
\(5+2\sqrt6=r^2+7-2r\sqrt7\),
\(2\sqrt6+2r\sqrt7=r^2+2\).
Возведём это равенство в квадрат:
\(24+28r^2+8r\sqrt{42}=(r^2+2)^2\).
Следовательно, \(\sqrt{42}\) выражается через рациональные числа и поэтому была бы рациональной. Это противоречие.
Следовательно, \(\sqrt7+\sqrt2+\sqrt3\) иррационально.
Ответ: все числа а)–з) иррациональны.
