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(3)のyが無理数でxが無理数の場合
(4)のyが有理数でxが有理数になる可能性がある
この可能性を調べなければ証明にならない

(3)はrが無理数なので、x,yを有理数とすると、成立しません。
(3)のx,y,zが無理数で整数比の場合は、s^n+t^n=u^nとなります。