| 
         
          |  |   
          | Feladat: | B.3881 | Korcsoport: 16-17 | Nehézségi fok: nehéz |   
          | Megoldó(k): | Blázsik Zoltán ,  Honner Balázs ,  Kardos Kinga Gabriela ,  Károlyi Márton ,  Komáromy Dani ,  Kovács 129 Péter ,  Kutas Péter ,  Mészáros Gábor ,  Milotai Zoltán ,  Nagy János ,  Németh Zsolt ,  Pálovics Róbert ,  Pásztor Attila ,  Sümegi Károly ,  Szabó Tamás ,  Szalkai Balázs ,  Szalóki Dávid ,  Szilágyi Csaba ,  Szűcs Gergely ,  Ta Phuong Linh ,  Tomon István ,  Udvari Balázs |   
          | Füzet: | 2006/november, 
            481 - 483. oldal |  PDF  |  MathML |   
          | Témakör(ök): | Polinomok, Racionális számok és tulajdonságaik, Feladat |   
  | Hivatkozás(ok): | Feladatok: 2006/január: B.3881 |   
          |  |  
  
    | A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. Megoldás. Először megmutatjuk, hogy az  polinomnak nincs sem első-, sem pedig másodfokú osztója a racionális együtthatós polinomok között. Ha ugyanis lenne ilyen, akkor  egy első- és egy másodfokú racionális együtthatós polinom szorzata lenne. Az elsőfokú  osztónak a  racionális szám gyöke, ami így gyöke lenne az  polinomnak is. Azonban egy racionális  szám (ahol  és  egymáshoz relatív prím egészek) köbe sosem 2, hiszen  esetén a 2 kitevője a bal oldalon ( prímtényezős felbontásában) osztható 3-mal, a jobb oldalon pedig nem, ami lehetetlen.Másodjára azt igazoljuk, hogy , ,  racionális számokkal  csak  esetén állhat fenn. Ekkor  gyöke ‐ az  polinomon kívül ‐ a (legfeljebb másodfokú)  polinomnak; ekkor gyöke e két polinom legnagyobb közös osztójának, -nek is. Az elsőként igazolt tulajdonság miatt  csak harmadfokú vagy konstans polinom lehet. Ha  harmafokú, akkor csak úgy lehet egy legfeljebb másodfokú polinomnak az osztója, ha az nulla, vagyis . Ha pedig  konstans, akkor ‐ mivel van gyöke ‐ csak a nulla polinom lehet, ami viszont nem osztója -nek; ez az eset tehát nem következhet be.
 A feladat állításának bizonyításához végezzük el az  hatványozást az  azonosság ismételt alkalmazásával:
 
 
 A másodjára bizonyított állítás szerint a kapott szám csak úgy lehet racionális, ha , és . Adjuk hozzá az első egyenlőség -szereséhez a második -szorosát:
 A megoldás elején beláttuk, hogy a második tényező csak akkor nulla, ha  és  is az, különben pedig , amiből például az előbbi első egyenlet révén  következik; tehát ekkor is az , ,  számok közül legalább kettő nulla.|  |  | 
 
  Megjegyzések. 1. A megoldás fontos részét képező egyértelmű előállíthatóság  alakban (illetve ennek általános formája) megtalálható a feladat kitűzőjének, Fried Ervinnek a cikkében, lapunk januári számának 7. oldalán. 2. A közölt megoldás módszerével könnyen bizonyítható hasonló állítás  helyett -re, ahol  tetszőleges olyan egész, ami nem köbszám. ,,Felsőbb'' algebrai eszközökkel pedig hasonló eredmény látható be -re is, ha  prímszám, és az  egész nem -edik hatvány.
 |  |