■tan1°は無理数か? (その4)

[1]αとβが代数的数,qが有理数ならば

  1/αは代数的数

  q+α,qαは代数的数

  α+β,αβは代数的数である.

[2]αとβが超越数ならば

  1/αは超越数

  α+β,αβは超越数とは限らない.

[3]αが代数的数,βが超越数ならば

  α+β,αβは超越数

 しかしながら,代数的数とは違い,超越数は加法と乗法について閉じていない.πとeは最も有名な超越数であるが,そのため,π+e,πe,π/e,π^e,e^π,π^π,e^eがどうなのかはわからない.

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 π+e,πeは無理数であるかどうかさえわかっていないが,少なくとも一方は無理数であることは証明できる.

 π+e,πeのどちらも有理数であるならば,

  x^2−(π+e)x+πe=0

の根であることより,πとeは代数的数になるが,そうでないことはわかっている.

[Q]π+e,π−eの両方が代数的数であることはあり得ないことを証明せよ.

[A]代数的数は加法と乗法について閉じている.もしそうだとしたら,(π+e)+(π−e)=2πも代数的数であることになり矛盾.

[Q]πe,π/eの両方が代数的数であることはあり得ないことを証明せよ.

[A]代数的数は加法と乗法について閉じている.もしそうだとしたら,(πe)・(π/e)=π^2も代数的数であることになり矛盾.

[Q]π+e,πeのうち,少なくとも一方は超越数であることを証明せよ.

[A]?

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