А кто сказал, что задача -- на множестве вещественных чисел?
Что-то я вас не понял. Задача ТС поставлена вполне корректно, хотя теорема и неверна. Ограничения на непременно вещественные числа нет. Вы хотите подставить вместо
, к примеру, стул? Ради бога. Посылке он вполне удовлетворяет: стул не есть целое число. Не возьмусь, правда, утверждать то же касательно стула в квадрате, сложенного с собой же, хотя интуиция мне подсказывает, что следствие также выполняется: целого числа уж всяко не получится.