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费马最后定理


费马的最后一个定理是费马首先以注释的形式提出的一个定理,该注释潦草地写在他的古希腊文本的边缘算术迪奥芬图斯。这张潦草的便条是在死后发现的,原件是现在迷失了。然而,费马的儿子出版的一本书中保存了一份副本。注意,费马声称发现了一个证据丢番图碱方程式 x^n+y^n=z^n没有整数的解决方案n> 2个x、 y,z=0.

Fermat的声明全文是用拉丁语写的,内容是“Cubum autem in duos cubos,aut quadrato quadratum in duos quadrato quadratos,et generalizer nullam in infinitium ultra quadratum potestatum in duos eiusdem nominis fas est dividere cuius rei demonstructionem mirabilem sane detexi。Hanc marginis exiguitas non-caperet”(纳格尔1951年,第252页)。在翻译中,“立方体不可能是两个立方体的和,四次方不可能是二次方之和,或者一般来说,任何大于二次方的数都不可能是类似两次方的和。我发现了这个命题的一个真正奇妙的证明,即这个边距太窄,无法容纳。”

由于费马的旁注丢番图碱方程式

 x^n+y^n=z^n,
(1)

哪里x个,年,z(z),n个整数,没有非零的解决方案n> 2个被称为费马最后定理。它被称为“定理"尽管没有其他数学家数百年来都能证明这一点。

注意,限制n> 2个显然是必要的,因为有许多基本的生成无穷多个毕达哥拉斯学派三元组 (x,y,z)满足以下等式n=2,

 x^2+y^2=z^2。
(2)

可以通过尝试对方程进行因子分解来首次尝试求解方程,给出

 (z^(n/2)+y^(n/2))。
(3)

因为产品是精确的权力,

 {z^(n/2)+y^(n/2)=2^(n-1)p^n;z^。
(4)

解决年z(z)给予

 {z^(n/2)=2^(n-2)p^n+q^n;y^(n/2)=2^(n-2)p^n-q^或{z^(n/2)=p^n+2^(n-2)q^n;y^(n/2)=p^n-2^(n-2)q^n,
(5)

这给了

 {z=(2^(n-2)p^n+q^n)^(2/n);y=。
(6)

然而,由于这些方程的解有理数找到原始方程的解并不容易,这种方法不幸的是,没有提供任何额外的见解。

如果是奇数素数对划分n个,然后是减少

 (x^m)^p+(y^m)
(7)

可以进行,因此重新定义参数会给出

 x^p+y^p=z^p。
(8)

如果没有奇数素数除法n个,然后n个是2的幂,所以4|n个在这种情况下,方程(7)和(8)使用4代替对.自案件发生以来n=4被费马证明没有解决方案,这就足够了通过考虑奇数证明费马最后定理首要的权力只有。

类似地,只考虑相对质数 x个,年,z(z),因为方程(1)中的每个项都可以除以GCD(x,y,z)^n,其中GCD(x,y,z)最大的公约数.

该定理的所谓“第一种情况”是指相对质数x个,年、和z(z)(px、y、z)并被威弗里奇考虑。索菲·热尔曼证明了费马最后定理的第一种情况古怪的首要的 对什么时候2p+1也是一个首要的Legendre随后证明如果对是一个首要的这样的话4p+1,8便士+1,10便士+1,14便士+1,或16便士+1也是一个首要的,然后费马最后定理的第一种情况适用于对.这建立了费马最后定理p<1001849年,库默证明了这一点有规律的素数复合数其中他们是因素(Vandiver 1929,Ball and Coxeter 1987)。

费马最后一个定理的“第二种情况”是“对划分正好一个属于x个,年,z(z)。请注意p|x、y、z被排除在外x个,年,z(z)相对最优,如果对除以x个,年,z(z),然后它也将第三个除以等式(8).

库默的攻击导致了理想Vandiver开发了Vandiver标准用于决定如果给定不规则素数满足定理。1852年,Genocchi证明了第一个案例对对如果(p,p-3)不是不规则对.1858年,库默证明,如果有任何一种情况,第一种情况是正确的(p,p-3)(p,p-5)是一个不规则对,随后扩展到包括(p,p-7)(第页,第9页)米里马诺夫(1909)。Vandiver(1920ab)指出库默回忆录中的空白和错误,在他看来,使库默的证明无效费马关于不规则素数37、59和67的最后定理,尽管他声称Mirimanoff对指数37的FLT的证明仍然有效。

Wieferich(1909)证明了如果方程是用整数求解的相对质数奇数素数 对,然后

 2^(p-1)=1(模p^2)。
(9)

(Ball and Coxeter 1987)。这样的数字被称为威弗里奇素数米里马诺夫(1909)随后表明

 3^(p-1)=1(模p^2)
(10)

也必须等待解决方案相对质数奇数素数 对,不包括前两个威弗里奇素数1093和3511。1914年,Vandiver

 5^(p-1)=1(模p^2),
(11)

弗罗贝尼乌斯把这个扩展到

 11^(p-1),17^(p1)=1(模p^2)。
(12)

还表明,如果对是一个首要的 属于表格 6x-1号机组,然后

 7^(p-1),13^(p-1),19^(p1)=1(模p^2),
(13)

尽可能少的抬高对在“第一种情况”下253747889到1941年(Rosser 1941)。格兰维尔和莫纳根(1988)显示是否存在首要的 对满足费马最后定理,那么

 q^(p-1)=1(模p^2)
(14)

对于q=5,7, 11, ..., 71.这表明第一种情况对所有人来说都是正确的首要的指数高达714591416091398(瓦尔迪,1991年)。

费马最后定理的“第二种情况”(对于p|x、y、z)事实证明比第一个案例更难。

欧拉证明了n=3,费马n=4迪里克莱和拉格朗日n=51832年,Dirichlet确立了该案n=14. Then=7Lamé(1839年;Wells 1986年,第70页)证明了该案,使用身份

 (X+Y+Z)^7-(X^7+Y^7+Z^7)=7(X+Y)(X+Z)(Y+Z×[(X^2+Y^2+Z^2+XY+XZ+YZ)^2+XYZ(X+Y+Z)]。
(15)

尽管该证明中存在一些错误,但勒贝格随后于1840年修正了这些错误。在接下来的150年里取得了更多的进步,但没有得到完全普遍的结果。之后被虚假的信心所鼓舞他的证明圆周率超越的,数学家林德曼随后发表了费马最后一部的几个证明定理,所有这些都是无效的(贝尔1937年,第464-465页)。奖品100000德国商标,称为沃尔夫斯凯尔奖项还提供了第一个有效证据(Ball and Coxeter 1987,第72页;巴纳1997;霍夫曼1998年,第193-194和199页)。

最近,Y.Miyaoka(Cipra 1988)对一般证据提出了错误警报,然而,他的证据被证明是有缺陷的。两者之间的其他尝试性证明vos Savant(1993)讨论了专业和业余数学家,尽管vos Savant错误地声称Wiles解决了这个问题(如下所述)无效。到1993年左右,费马大定理的一般情况已证明对所有指数都是正确的4×10^6(Cipra,1993年)。然而,鉴于费马的证明最后一个定理要求真理全部的指数,任何有限数的证明指数不构成证明一般定理(尽管没有找到这么多反例案例极具启发性)。

1993年,投掷了一枚炸弹。那一年,Andrew Wiles(Cipra 1993,Stewart 1993)通过证明半稳定的的案例田山秀村猜想.不幸的是,不久后在证据中发现了几个洞Wiles通过田山秀村猜想被的属性挂断了塞尔默使用称为欧拉系统然而,1994年末,Wiles和R.Taylor绕过了这一难题(Cipra 1994,1995),并发表在Taylor and Wiles(1995)和Wiles(95)上。Wiles的证明成功通过(1)替换椭圆曲线用Galois表示,(2) 将问题简化为类别编号 公式,(3) 证明这一点公式和(4)捆扎松散端这是因为形式主义在最简单的退化案例中失败了(Cipra 1995)。

费马大定理的证明标志着数学时代的结束。由于几乎所有最终用于解决问题的工具都还没有被发明于费马时代,猜测他是否事实上,他掌握了这个定理的基本证明。根据费马所谓的证据表明,问题如此顽强地抵抗了攻击看起来很可能是虚幻的。这一结论得到了费马为这些案件寻找证据n=4n=5如果他真的是这样的话,这将是多余的拥有一般证据。

在第七季的第六集(“恐怖六号树屋”)中荷马^3动画电视节目阿森一族,方程式1782^(12)+1841^(12)=1922^(12)出现在背景中的某一点。扩展显示,只有扩展的前9位数匹配(Rogers 2005)。辛普森一家第十季第二集(《常青梯田的巫师》)提到3987^(12)+4365^(12)=4472^(12),匹配前10位小数(格林沃尔德)。这两个表达式导致近似整数表达。开始时属于《星际迷航》:下一代《皇室》,船长皮卡德提到,研究费马大定理是一个放松的过程。


另请参阅

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球,W.W。R。和H.S.科克塞特。M。数学娱乐与论文,第13版。纽约:多佛,第69-731987页。巴纳,保罗·沃尔夫斯基和沃尔夫斯基奖不是。阿默尔。数学。Soc公司。 44,1294-1303, 1997.A.H.贝勒。《石墙》第24章在里面娱乐《数论:数学女王的娱乐》。纽约:多佛,1966年。E.T.贝尔。男人数学系。纽约:西蒙和舒斯特,1937年。E.T.贝尔。这个最后一个问题。纽约:西蒙和舒斯特,1961年。西普拉,B.A。“费马定理已证明。”科学类 239, 1373, 1988.西普拉,学士。“数学——费马最后一个定理终于产生了。”科学类 261,32-33, 1993.西普拉,B.A。“费马最后一个定理有修正吗?”科学类 266, 725, 1994.西普拉,B.A。“普林斯顿数学家回顾费马证明。"科学类 268, 1133-1134,1995西普拉,B.A。“费马定理——最后。”什么《发生在数学科学》,1995-1996年,第3卷。普罗维登斯,RI:阿默尔。数学。Soc.,第2-14页,1996年。库兰特,R.和罗宾斯,H。《毕达哥拉斯数和费马最后定理》,附录§2.3至Ch.1英寸什么是数学吗?:思想和方法的基本方法,第2版。牛津,英国:牛津大学出版社,第40-421996页。考克斯,D.A。“费马大定理简介”阿默尔。数学。每月 101,3-14, 1994.Darmon,H.和Merel,L.“缠绕商和一些费马最后定理的变体。"J.reine angew。数学。 490,81-100, 1997.迪克森,L.E。“费马最后定理,ax ^r+by ^s=cz ^t和一致性x^n+y^n=z^n(修订版对).“第26章英寸历史《数论》第2卷:丢番图分析。纽约:多佛,第731-7762005页。爱德华兹,H.M。费马的最后一个定理:代数数论的遗传介绍。纽约:Springer-Verlag,1977年。爱德华兹,H.M。“费马最后定理。”科学。阿默尔。 2391978年10月104-122日。A.Granville“评论BBC地平线节目《费马最后定理》"不是。阿默尔。数学。Soc公司。 44,26-28, 1997.A.Granville和M.B.Monagan。“第一个案例费马最后定理对所有素数指数都成立714591416091389."事务处理。阿默尔。数学。Soc公司。 306,329-359, 1988.Greenwald,S.“萨拉博士的未来派克--3000年数学。”http://www.mathsci.appstate.edu/~sjg/futurama(未来)/.家伙,R.K.公司。《费马问题》中的§D2未解决数论问题,第二版。纽约:Springer-Verlag,第144-146页,1994P.霍夫曼。这个只爱数字的人:保罗·埃尔德的故事与数学探索真相。纽约:Hyperion,第183-199页,1998年。G.A.琼斯。和Jones,J.M。《费马最后定理》第11章初级数论。柏林:Springer-Verlag,第217-237页,1998年。科拉塔,安德鲁·怀尔斯(Andrew Wiles):一位数学天才与350年前的难题作斗争纽约次数1993年6月29日。林奇,J.“费马最后定理”BBC地平线电视纪录片。http://www.bbc.co.uk/horizon/fermat.shtml.林奇,J.(制片人和编剧)。《证据》,NOVA电视剧。52分钟。美国广播。1997年10月28日公共广播系统。米里马诺夫,D.“Fermat和critérium威弗。"任命数学。 11, 455-459, 1909.莫代尔,洛杉矶。三个费马大定理讲座。纽约:切尔西,1956年。墨蒂,V.K.公司。(编辑)。费马的最后一个定理:菲尔德数学科学研究所学报费马最后定理,1993年至1994年在加拿大安大略省多伦多市举行。普罗维登斯,RI:阿默尔。数学。Soc.,1995年。Nagell,T.“费马最后定理”§68英寸介绍数字理论。纽约:Wiley,第251-2531951页。奥斯曼,R.(编辑)。费马最后定理。定理及其证明:对问题和想法。98分钟录像带和56页书。1994里宾博伊姆,第页。13费马大定理讲座。纽约:Springer-Verlag出版社,1979年。里宾博伊姆,第页。费马的业余爱好者的最后定理。纽约:Springer-Verlag,1999年。罗纹,英国。“从Taniyama-Shimura猜想到Fermat的最后定理。”Ann.工厂。科学。图卢兹数学。 11, 116-139, 1990.里贝特,英国。费马最后定理与现代算术阿默尔。科学。 821994年3月/4月,第144-156页。里贝特,K.A。和Hayes,B.对“费马最后定理和现代算术”的修正阿默尔。科学。 82,2051994年5月/6月。D.罗杰斯“荷马数学紧跟新闻。"旧金山纪事报第B-7页。2005年12月16日。http://www.sfgate.com/cgi-bin/article.cgi?file=/编年史/archive/2005/12/16/EDG7RG8FGG1.DTL.罗斯,“关于费马大定理的第一种情况。”牛市。阿默尔。数学。Soc公司。 45,636-640, 1939.Rosser,B.“中指数的新下限费马大定理的第一种情况。"牛市。阿默尔。数学。Soc公司。 46,299-304, 1940.Rosser,B.“第一个标准的附加标准费马大定理的例子。"牛市。阿默尔。数学。Soc公司。 47, 109-110,1941Shanks,D。解决了的《数论中未解决的问题》,第四版。纽约:切尔西,第144-149页,1993Shay,D.“费马最后定理”http://fermat.workjoke.com/.辛格,美国。费马的谜:解决世界上最大数学问题的探索。新建约克:沃克公司,1997年。斯图尔特,I。“费马的最后一次旅行。”科学。阿默尔。 269, 112-115, 1993.I.斯图尔特和D.塔尔。代数数论和费马最后定理,第三版。马萨诸塞州韦尔斯利:A K Peters,2000Swinnerton Dwyer,P。自然 364, 13-14, 1993.泰勒,R.和Wiles,A.“某些Hecke代数的环理论性质”安。数学。 141, 553-572, 1995.范德普滕(A.van der Poorten)。笔记关于费马大定理。纽约:Wiley,1996年。H.S.Vandiver。“关于1857年库默关于费马最后定理的回忆录。”程序。美国国家科学院。科学。 6第266-269页,1920a年。H.S.Vandiver。“打开字段的类号欧米茄(e^(2ipi/p^n))费马大定理的第二种情况。"程序。美国国家科学院。科学。 6第416-421页,1920b页。H.S.Vandiver。“关于费马最后定理。”事务处理。阿默尔。数学。Soc公司。 31, 613-642,1929.H.S.Vandiver。费马的数论中的最后一个定理和相关主题。密歇根州安娜堡:1935年。Vandiver、,H.S.公司。“费马最后定理:它的历史和已知结果的性质关于它。”阿默尔。数学。每月, 53, 555-578, 1946.Vandiver、,H.S.公司。“1946年关于费马最后定理的文章的补充说明。”阿默尔。数学。每月 60, 164-167, 1953.H.S.Vandiver。“对费马最后定理第二种情况的攻击方法的检查。”程序。美国国家科学院。科学。 40, 732-735, 1954.瓦尔迪,I。计算型数学娱乐。马萨诸塞州雷丁:Addison-Wesley,第59-61页,1991沃斯·萨凡特,M。这个世界上最著名的数学问题。纽约:圣马丁出版社,1993年。魏斯坦,东-西。“关于费马最后定理的书。”http://www.ericweisstein.com/encyclopedias/books/FermatsLastTheorem.html.威弗里奇,A.“祖姆莱兹滕·费马的陈定理”J.reine angew。数学。 136,293-302, 1909.Wiles,A.“模数椭圆曲线和Fermat’s Last定理。"安。数学。 141, 443-551, 1995.

引用如下:

埃里克·魏斯坦(Eric W.Weisstein)。“费马最后定理。”发件人数学世界--Wolfram Web资源。https://mathworld.wolfram.com/FermatsLastTheorem.html

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