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> x^p+y^p=(x+p^{1/(p-1)})^p…(3)

右辺が無理数になることは証明できたのですか?

xが有理数のとき、(x+p^{1/(p-1)})^pを展開すると、
符号が全て+となるので、和が、有理数となることは、ありません。