گاهی میتوان اثباتهای با برهان خلف را به صورت دیگری بازنویسی کرد تا شکل اثبات مستقیم پیدا کنند. یک راه دیگر هم استفاده از قضیهای است که پیشتر اثبات شدهباشد. ممکن است بگوئید که اگر قضیهٔ مربوطه با برهانِ خلف ثابت شدهباشد، آنگاه هنوز به خاطر استناد به قضیهای که اثباتش برهان خلف داشتهاست از برهان خلف استفاده میکنیم. روش زیر جزو همین دسته است و در نتیجه شاید مورد پسندتان نباشد.
یک عدد حقیقی یا مختلط دلخواه بردارید و آن را r بنامید. به چندجملهایِ ناصفرِ تکمتغیرهای که ضریبهایش عددهایی صحیح باشند و نسبت به هم اول (ب.م.م-ِ این ضریبها ۱ شود) و r ریشهای از آن باشد و این چندجملهای دارای کمترین توان ممکن باشد، چندجملهایِ کمینِ r میگوئیم. اگر r یک عدد گویا مانند \frac{p}{q} باشد که p و q نسبت به هم اول هستند، آنگاه روشن است که یک ریشه برای qx-p است (برهان خلف ندارد، یک جاگذاری و سادهکردن آن را نشان میدهد). بعلاوه تنها چندجملهای درجهٔ صفری که ریشه دارد چندجملهای ثابت صفر است که در تعریف حذف شدهاست پس qx-p چندجملهایِ کمین عددمان است. روشن است که چندجملهای کمین یک عدد گویا درجه یک است و ریشههای یک چندجملهایِ درجهٔ یک عددهایی گویا هستند. این نیز مطلبی روشن است و اثباتش برهان خلف استفاده نمیکند.
اکنون چندجملهای کمینِ \sqrt{2} چیست؟ x^2-2 که چندجملهای درجهٔ ۲ است. اینکه ریشهٔ این چندجملهای است روشن است، با جایگذاری و تعریفِ جذر ۲. اما چرا چندجملهای درجه یکی دارای این ریشه نیست؟ اگر گنگ بودنِ \sqrt{2} را فرض کردهبودیم یا قبلا نشان دادهبودیم که خب تمام بود. اما هدف این است که گنگ بودن \sqrt{2} را نتیجه بگیریم. گزارهٔ دیگری که پیرامونِ چندجملهایهای کمین داریم این است که چندجملهایِ کمینِ مربوط به عدد r هر چندجملهای دیگری که r ریشهاش باشد را نیز میشمارد. اثباتِ متداولش برهان خلف و قضیهٔ تقسیم چندجملهایهای تکمتغیره را استفاده میکند. پس اینجا یک استفاده از برهان خلف را داریم.
اکنون چون x^2-2 بر روی اعداد صحیح تجزیهناپذیر است پس چندجملهای درجهٔ یکی نیست که آن را بشمارد پس چندجملهای درجهٔ یکی با ریشهٔ \sqrt{2} نداریم. تجزیهناپذیری این چندجملهای بر روی عددهای صحیح نیاز به برهان خلف ندارد. به پست زیر «https://math.irancircle.com/19321/#a19361» نگاه کنید، چون جایگذاریِ هیچ یک از عددهای مثبت و منفی ۲ و ۱ در آن صفر نمیدهد، پس ریشهٔ گویا ندارد و تجزیهپذیریِ یک چندجملهایِ درجه ۲ یا ۳ یعنی حتما حداقل یک ریشه در حلقهای که بر رویش تجزیه میکنیم (اینجا عددهای صحیح) داشته باشد.
پس با گفتن «\sqrt{2} عددی گنگ است چون چندجملهای کمینش درجه دو است» یک اثبات دیگر از گنگ بودنش دادیم که مستقیم برهان خلف ندارد ولی وقتی که اثباتها را باز میکنیم در یک جا به برهان خلف برمیخوریم.
اما یک نکتهٔ جالبتر. همین که اقدام به نوشتن این اثبات کردیم به چیز جالبی برخوردیم. مفهومِ چندجملهایِ کمین را کنار بگذارید. پس از نو شروع میکنیم. میدانیم که \sqrt{2} یک ریشه برای x^2-2 است. اکنون بنا به همان پستِ «https://math.irancircle.com/19321/#a19361» میدانیم که این چندجملهای هیچ ریشهٔ گویایی ندارد چون اگر میداشت باید عضو مجموعهٔ \lbrace\pm1,\pm2\rbrace میبودند. پس \sqrt{2} عددی گنگ است. شاید این روش بیشتر به چیزی که میخواهید نزدیک باشد.