Почему не возможен случай, когда

, а

?
Потому, что возможен случай, когда

, а

.
Если в выражении

раскрыть скобки, то получится сколько-то слагаемых с различными степенями

. Группа слагаемых с чётными степенями сворачивается в некоторое рациональное число

. Группа слагаемых с нечётными степенями даёт (после вынесения

за скобку) число

, где

рационально. Тогда если

, то

(вот тут-то и используется единственность представления вида

).
Аналогично для

. Т.е. если исходное выражение было равно

, то после изменения знаков обязательно получится

.