4,3 PERIODICO ha scritto: [...] un ultimo dubbio: un numero razionale può essere la somma di due irrazionali o razionale+irrazionale?
• Le operazioni "razionali" (cioè: somma, differenza, prodotto e rapporto) su numeri razionali restituiscono numeri ancora razionali.
• La composizione [con
una delle quattro dette operazioni razionali] di un razionale con un irrazionale restituisce sempre un irrazionale.
Siano $r$ un razionale (non nullo) e $z$ un qualsiasi irrazionale. Allora sono tutti irrazionali i seguenti numeri:
$r+z$; $±(r-z)$; $r·z$; $r/z$; $z/r$.
• La composizione [con
una delle quattro dette operazioni razionali] di due numeri
irrazionali può restituire un irrazionale o anche un razionale (in dipendenza da quali sono gli irrazionali che vengono composti).
Ecco un esercizio molto istruttivo a proposito.
Risolvere il seguente sistema di due equazioni in due incognite.
$x + y = 4$; (*)
$x^(1/3) + y^(1/3) = 2$. (**)Facendo il cubo dei membri di (**) si ha:
$x +y + 3(xy)^(1/3)(x^(1/3) + y^(1/3)) = 8$.
Da qui, mettendo in conto le (*) e (**) si trova:
$4 + 3(xy)^(1/3)·2 = 8$ ⇔ $x^(1/3)y^(1/3)=2/3$ ⇒ $xy = 8/27$.
Associando l''ultima equazione alla (*) il sistema da risolvere diventa:
$x+y = 4$ ∧ $xy=8/27$.
Da qui si ha subito:
$(x+y)^2 - 4(xy) ≡[±(x-y)]^2=16-32/27 = 400/27$ ⇒ $x-y=±20/9sqrt3$.
Il sistema delle (*) e (**) equivale dunque alla seguente coppia di sistemi lineari:
$[(x+y=4) ∧ (x-y) = 20/9sqrt3] ∨ [(x+y=4) ∧ (x-y) =-20/9sqrt3]$
le cui due soluzioni sono
$(x=2+10/9sqrt3 ∧ y = 2 - 10/9sqrt3) ∨ (x=2-10/9sqrt3 ∧ y = 2 + 10/9sqrt3)$.
La seconda soluzione si ottiene dalla prima scambiando tra loro $x$ e $y$.
Si consideri la prima di queste due soluzioni e si ponga:
$a = x^(1/3) = (2+10/9sqrt3)^(1/3)$; $b =y^(1/3) = (2-10/9sqrt3)^(1/3)$.
I numeri $a$ e $b$ sono palesemente irrazionali. Si rilevi allora che:
• $a + b = 2$ (razionale);
• $a - b = (2+10/9sqrt3)^(1/3)-(2-10/9sqrt3)^(1/3)$ (irrazionale) $≈1,1547005383793...$;
• $a·b = (4-100/81 3)^(1/3) = (8/27)^(1/3) = 2/3$ (razionale);
• $a/b = ((2+10/9sqrt3)^(1/3))/((2-10/9sqrt3)^(1/3)) = (26+15sqrt3)^(1/3)$ (irrazionale).
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