(1)
とする。
ただし、,は互いに素とする。
両辺を二乗し整理すると
は偶数であるから、も偶数である。
よって、整数が存在して、
これを、(*)に代入すると、
も偶数となり、,ともに約数2をもち、互いに素であることに反する。
よって、は有理数でないことが証明された。
(2)
とすると
(3)
とする
の少数第位までとった少数をとすると
任意のtに対して
である
左辺の極限をとると
よって
は有理数であるから、は有理数である
(4)
(5)