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必解的數學密碼TXT下載 讀物、少兒、親子 馮志遠 蔡 瑩 全文下載

時間:2018-03-09 15:42 /親子小説 / 編輯:褒姒
主角是歐拉,費馬,巴比倫的小説是《必解的數學密碼》,這本小説的作者是馮志遠 蔡 瑩創作的文學、少兒讀物、讀物小説,情節引人入勝,非常推薦。主要講的是:人們始終未能找到弗爾馬的“證明”。很多數學家拱克這座城堡,至今未能&#x...

必解的數學密碼

作品主角:大定理,費馬,歐拉,正整數,巴比倫

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更新時間:2017-07-10T11:21:34

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《必解的數學密碼》精彩章節

人們始終未能找到弗爾馬的“證明”。很多數學家克這座城堡,至今未能克。所以,費爾馬大定理實際上是費爾馬大猜測。人們在費爾馬的書信與手稿中,只找到了關於方程

x4+y4=z4(2)

無正整數解的證明,恐怕他真正證明的“大定理”也就是這n=4的特殊情況。

既然(2)無正整數解,那麼方程

x4k+y4k=z4k(3)

無解(如果(3)有解,即有正整數x0,y0,z0使

x04k+y04k=z04k(3)

那麼(x0k)4+(y0k)4=(z0k)4

這與(2)無解矛盾!

同理,我們只要證明對於奇素數P,不定方程

xp+yp=zp(4)

無正整數解,那麼費爾馬大定理成立(因為每個整數n>2,或者被4整除,或者有一個奇素數p是它的因數)。

(4)的證明十分困難。在費爾馬逝世以90多年,歐拉邁出了第一步。他在1753年8月4德巴赫的信中宣稱他證明了在p=3時,(4)無解。但他發現對p=3的證明與對n=4的證時截然不同。他認為一般的證明(即證明(4)對所有的素數p無正整數解)是十分遙遠的。

一位化名勒布朗的女數學家索菲·吉爾曼(1776—1831)為解費爾馬大定理邁出了第二步。她的定理是:

“如果不定方程

x5+y5=z5

有解,那麼5|xyz。”

人們習慣把方程(4)的討論分成兩種情況。即:如果方程

xp+yp=zp

足p|xyz的解,就説對於p,第一種情況的費爾馬大定理成立。

如果方程

xp+yp=zp

足p|xyz的解,就説對於p,第二種情況的費爾馬大定理成立。

因此,吉爾曼證明了p=5,第一種情況的費爾馬大定理成立。她還證明了:如果p與2p+1都是奇素數,那麼第一種情況的費爾馬大定理成立。她還一步證明了對於≤100的奇素數p,第一種情況的費爾馬大定理成立。

在歐拉解決p=3以的90餘年裏,儘管許多數學家企圖證明費爾馬大定理,但成績甚微。除吉爾曼的結果外,只解決了p=5與p=7的情況。

克p=5的榮譽由兩位數學家分享,一位是剛20歲、初出茅廬的狄利克雷,另一位是年逾70已享盛名的勒仕德。他們分別在1825年9月和11月完成了這個證明。

p=7是法國數學家拉梅在1839年證明的。

這樣對每個奇素數p逐一行處理,難度越來越大,而且不能對所有的p解決費爾馬大定理。有沒有一種方法可以對所有的p或者至少對一批p,證明費爾馬大定理成立呢?德國數學家庫麥爾創立了一種新方法,用新的刻的觀點來看費爾馬大定理,給一般情況的解決帶來了希望。

庫麥爾利用理想理論,證明了對於p<100費爾馬大定理成立。巴黎科學院為了表彰他的功績,在1857年給他獎金3000法郎。

庫麥爾發現伯努列數與費爾馬大定理有重要聯繫,他引了正規素數的概念:如果素數p不整除B2,B4……Bp-3的分,p就稱為正規素數,如果p整除B2,B4……Bp-3中某一個的分就稱為非正規素數。例如5是正規數,因為B2的分是6而5×6。7也是正規素數,因為B2的分是6,B4的分是30,而7×6,7×30。

1850年,庫麥爾證明了費爾馬大定理對正規素數成立,這一下子證明了對一大批素數p,費爾馬大定理成立。他發現在100以內只有37、59、67是非正規素數,在對這三個數行特別處理,他證明了對於p<100,費爾馬大定理成立。

正規素數到底有多少?庫麥爾猜測有無限個,但這一猜測一直未能證明。有趣的是,1953年,卡利茨證明了非正規素數的個數是無限的。

近年來,對費爾馬大定理的研究取得了重大展。1983年,西德的伐爾廷斯證明了“代數數域K上的(非退化的)曲線F(x,y)=0,在出格g>1時,至多有有限多個K點。”

作為它的特殊情況,有理數域Q上的曲線

xn+yn-1=0(5)

在虧格g>1時,至多有有限多個有理點。

這裏虧格g是一個幾何量,對於曲線(5),g可用

g=(n-1)(n-2)2

來計算,由(6)可知在n>3時,(5)的虧格大於1,因而至多有有限多個有理點(x,y)足(5)。

方程

xn+yn=2n

可以化成

x2n+y4n-1=0

改記x2,y2為(x,y),則(7)就成(5)。因此由(5)只有有限多個有理數解x、y,立即得出(1)只有有限多個正整數解x、y、z,但這裏把x、y、z與kx、ky、kz(k為正整數)算作同一組解。

因此,即使費爾馬大定理對某個n不成立,方程(7)有正整數解,但解也至多有有限組。

1984年,艾德勒曼與希思布朗證明了第一種情況的費爾馬大定理對無限多個p成立。他們的工作利用了福夫雷的一個重要結果:有無窮多個對素數p與q,足q|p-1及

q>p2/3個。而福夫雷的結果又建立在對克路斯特曼的一個新的估計上,者引起了不少數論問題的突破。

現在還不能肯定費爾馬大定理一定正確,儘管經過幾個世紀的努。瓦格斯塔夫在1977年證明了對於p<125000,大定理成立。最近,羅寒一步證明了對於p<4100萬,大定理成立。但是,費爾馬大定理仍然是個猜測。如果誰能舉出一個反例,大定理就被推翻了。不過反例是很難舉的。

☆、五家共井

五家共井

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必解的數學密碼

必解的數學密碼

作者:馮志遠 蔡 瑩
類型:親子小説
完結:
時間:2018-03-09 15:42

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