Упр.3.3 ГДЗ Мордковича 10 класс профильный уровень (Алгебра)
а) Пусть $$\frac{p}{q}$$ — несократимая дробь, где $$p \in \mathbb{Z},\ q \in \mathbb{N},\ q>1.$$ Тогда при возведении в натуральную степень получаем
$$\left(\frac{p}{q}\right)^n=\frac{p^n}{q^n}.$$
Предположим, что это число — целое. Тогда существует $$r \in \mathbb{Z}$$ такое, что
$$\frac{p^n}{q^n}=r,$$
откуда
$$p^n=rq^n.$$
Следовательно, $$q^n \mid p^n,$$ а значит, $$q \mid p,$$ что противоречит несократимости дроби $$\frac{p}{q}.$$
Значит, $$\left(\frac{p}{q}\right)^n$$ не может быть целым числом. Так как оно рационально, то является несократимой дробью.
б) Пусть $$a^n$$ — целое число. Докажем, что тогда $$a$$ либо целое, либо иррациональное.
Если бы $$a$$ было рациональным и нецелым, то его можно было бы записать в виде несократимой дроби
$$a=\frac{p}{q}, \quad q>1.$$
Тогда
$$a^n=\left(\frac{p}{q}\right)^n=\frac{p^n}{q^n}.$$
Если $$a^n \in \mathbb{Z},$$ то, как и в пункте а), получаем противоречие с несократимостью дроби $$\frac{p}{q}.$$
Следовательно, рациональное нецелое число $$a$$ не может иметь целую натуральную степень. Значит, $$a$$ либо целое, либо иррациональное.
в) Рассмотрим число $$\sqrt[3]{21}.$$ Если бы оно было рациональным, то по пункту а) его куб был бы рациональным числом, а по условию
$$\left(\sqrt[3]{21}\right)^3=21 \in \mathbb{Z}.$$
Проверим, может ли $$21$$ быть кубом целого числа. Разложим:
$$21=3 \cdot 7.$$
Число $$21$$ не является кубом целого числа, значит, $$\sqrt[3]{21}$$ не может быть целым. Тогда по пункту б) оно не может быть рациональным и, следовательно, является иррациональным.
Ответ: а) натуральная степень несократимой дроби — несократимая дробь; б) $$a$$ либо целое, либо иррациональное; в) $$\sqrt[3]{21}$$ — иррациональное число.









