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x,yが有理数のとき(4)が成り立たないのはなぜですか？

(3)はrが無理数なので、x,yが有理数のとき、成立しない。
(4)はrが有理数のとき、(3)(4)の解の比は同じなので、x,yは整数比とならない。
からです。