La demo est on va dire plutot simple mais utilise le lemme de Zorn, qui lui ne se voit en cours qu'a bac+3 en général. Mais formellement l'idée est la suivante :
-R est un Q-espace vectoriel
-On peut trouver une base de R en tant que Q-espace vectoriel (base nécessairement infinie ), c'est à dire une famille
)
de réels telle que tout réel s'écrit de maniere unique comme combinaison linéaire finie à coefficients dans Q des

C'est pour montrer l'existence de cette base qu'on utilise le lemme de Zorn, on peut donc dire que c'est la partie dure de la demo. Mais intuitivement, l'existence de cette base se montre comme en dimension finie : si on a une famille libre qui n'est pas une base, on peut rajouter un élément de sorte que la famille reste libre. Et Zorn dit qu'a force de rajouter des éléments, au bout d'un nombre infini d'étapes on va finir par tomber sur une base..
-Comme pour les espaces vectoriels de dim finie, on peut définir une application Q-linéaire sur R en définissant ses valeurs sur notre base
)
. Et une application Q-linéaire vérifie en particulier f(x+y)=f(x)+f(y) ( en fait cette équation est même équivalente à la Q-linéarité )
-On peut donc ainsi définir des applications Q-linéaire, en choisissant ses valeurs sur la base. On en définit une telle f de sorte à s'assurer qu'elle n'est pas de la forme f(x)=ax ( par exemple on construit f de sorte qu'elle valle 1 sur tous les

)
-On a ainsi une f qui vérifie l'équation f(x+y)=f(x)+f(y), et qui ne peut etre continue nulle part, car si elle était continue quelque part, elle le serait partout et serait donc de la forme f(x)=ax
Pour plus de détails, une googlisation sur "equation de Cauchy" ou "base de Hamel" devrait probablement donner des trucs..