Feladat: Gy.1806 Korcsoport: 16-17 Nehézségi fok: könnyű
Füzet: 1979/november, 144. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Racionális számok és tulajdonságaik, Egyenesek egyenlete, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1979/január: Gy.1806

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Tekintsük először azt az esetet, amikor az a együttható racionális szám. Ezt racionális x-szel szorozva, racionális szorzatot kapunk. Ha b is racionális, akkor y is az. Ebben az esetben tehát bármely racionális x érték esetén racionális y adódik. Ha pedig b irracionális, akkor y is az. Tehát ha a is, b is racionális, akkor végtelen sok olyan pont van az egyenesen, amelynek mindkét koordinátája racionális szám, ha pedig az a racionális, b pedig irracionális szám, akkor egy sincs. Az előbbi esetre példa az y=x egyenes, az utóbbira pedig y=x+2.
Most vizsgáljuk meg azt az esetet, amikor az a együttható irracionális. Megmutatjuk, hogy ekkor legfeljebb egy olyan pont van az egyenesen, amelynek mindkét koordinátája racionális. Tegyük fel ugyanis, hogy van két különböző ilyen pont: az (x1; y1) és az (x2; y2), ahol tehát az x1, y1, x2, y2 racionális számok, és x1x2, mert ellenkező esetben y1=y2 is teljesülne. Továbbá

y1=ax1+by2=ax2+b.


Ekkor azonban y1-y2=a(x1-x2) és a feltétel szerint x1-x20. Ebből az adódik, hogy
a=y1-y2x1-x2,
azaz egy irracionális szám egyenlő két racionális szám hányadosával, ami nyilvánvalóan ellentmondás. Az y=2x+1 egyenes például egyetlen olyan pontot tartalmaz, amelynek mindkét koordinátája racionális szám, és ez a (0; 1) pont.
Mivel az összes esetet áttekintettük, az állítást igazoltuk.