다음은 자연수 n에 대하여 log2n이 유리수이면 n을 n=2k (단, k는 k≥0인 정수)의 꼴로 나타낼 수 있음을 증명한 것이다.
<증명>
자연수 n에 대하여 log2n이 유리수라고 하자.
n이 자연수이므로
을 만족시키는 k≥0인 정수 k와 홀수인 자연수 m이 존재한다. 그러면
log2n=(가) 따라서 log2n이 유리수이면 log2m도 유리수이어야 하므로
log2m=pq(단, p는 자연수이고 q는 정수) 로 놓을 수 있다. 그러면
(나) m이 홀수이므로 mp은 홀수이다.
따라서 2q도 홀수이어야 하므로
(다) 이고 m=1이다. 따라서 n을
n=2k(단, k는 k≥0인 정수) 의 꼴로 나타낼 수 있다.
위의 증명에서 (가), (나), (다)에 알맞은 것은? [3점]
(가)(나)(다)