Richtig - einfachster Beweis, den ich kenne:
Es sei n eine natürlich Zahl, die aber keine Quadratzahl ist. Es ist dann
klar, dass Wurzel(n) keine ganze Zahl sein kann.
Könnte die Wurzel von n vielleicht rational sein? Dann müsste es zwei
natürliche Zahlen a und b geben, so dass:
(a/b)² = n
(denn rationale Zahlen sind ja die, die man als Bruch mit ganzzahligem Zähler
und Nenner schreiben kann).
Ein Bruch, der noch nicht gekürzt wäre, kann immer soweit gekürzt werden, dass
Zähler und Nenner teilerfremd sind. Dann geht es nicht mehr weiter zu
kürzen. Wir können also annehmen, dass der Bruch a/b schon vollständig gekürzt
ist (dh a und b sind teilerfremd). b muss größer als 1 sein, denn sonst wäre
a/b ja eine ganze Zahl, und diese Möglichkeit scheidet ja schon aus.
Quadrieren ergibt nun einfach:
(a/b)² = a² / b²
Könnte sich a²/b² zu einer ganzen Zahl kürzen? Wenn a/b die Wurzel aus n sein
soll, müsste ja a²/b²=n sein.
Aber durch Quadrieren entstehen keine neuen Primteiler. Das Quadrat einer Zahl
hat immer dieselben Primteiler wie die ursprüngliche Zahl selbst (überleg dir da mal
selbser, Stichwort: Eindeutigkeit der Primfaktorzerlegenung).
Also, wenn a und b teilerfremd waren, dann sind a² und b² immernoch
teilerfremd. Also lässt sich der Bruch a²/b² nicht kürzen. Und der Nenner b²
kann auch nicht 1 sein, denn b selbst war ja schon größer als 1, wie oben
erwähnt.
Also ist a²/b² keine ganze Zahl und kann also schon garnicht gleich n sein.
Die Wurzel aus n (wenn n keine Quadratzahl ist) kann also niemals als Bruch
mit ganzzahligem Zähler und Nenner geschrieben werde. Sie kann also nicht
rational sein. Also ist Wuzel(n) irrational.