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。 在 注意,费马声称发现了一个证据 丢番图碱 方程式 没有 整数 的解决方案 和 .
费马的声明全文以拉丁文写成,内容为“Cubum autem in duos cubos,aut quadrao-quadraum in duos-quadroa-quadraos,et generalizer nullam in infiniteum ultra quadraum-potestatem in duos eiusdem nominis fas est dividere cuius rei demonstrationem mirabilem sane detexi.Hanc marginis exigitas 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
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哪里 , , , 和 是 整数 ,没有 非零 的解决方案 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 显然是必要的,因为有许多基本的 生成无穷多个 毕达哥拉斯语 三元组 满足以下等式 ,
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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
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因为产品是精确的 权力 ,
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解决 和 给予
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这给了
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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 划分 , 然后是减少
(7)
可以进行,因此重新定义参数会给出
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如果没有奇数素数除法 ,然后 是2的幂,所以 在这种情况下,方程( 7 )和 ( 8 )使用4代替 .自案件发生以来 费马证明没有解,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 , , 和 , 因为方程(1)中的每个项都可以除以 ,其中 是 最大的 公约数 .
该定理的所谓“第一种情况”是指 相对质数 到 , 、和 ( )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 什么时候 也是一个 首要的 Legendre随后证明 如果 是一个 首要的 这样的话 , , , ,或 也是一个 首要的 ,然后 费马大定理的第一种情况适用于 .这建立了费马最后定理 1849年,库默证明了这一点 有规律的 素数 和 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“ 划分 正好一个 属于 , , 。请注意 被排除在外 , , 相对最优,如果 除以 , , ,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 如果 不是 不规则对 . 1858年,Kummer证明,如果 或 是一个 不规则对 , 随后扩展到包括 和 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 到 奇数素数 ,然后
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(Ball and Coxeter 1987)。 这些数字被称为 威弗里奇 素数 米里马诺夫(1909)随后表明
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也必须等待解决方案 相对质数 到 奇数素数 ,不包括前两个 威弗里奇 素数 1093和3511。 1914年,Vandiver
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弗罗贝尼乌斯把这个扩展到
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还表明,如果 是一个 首要的 属于 表格 , 然后
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尽可能少的抬高 在“第一种情况”中 到1941年(Rosser 1941)。 格兰维尔和莫纳根(1988) 显示是否存在 首要的 满足费马最后定理,则
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对于 , 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 (瓦尔迪,1991年)。
费马最后定理的“第二种情况”(对于 )事实证明比第一个案例更难。
欧拉证明了定理的一般情况 ,费马 迪里克莱和拉格朗日 1832年,Dirichlet确立了该案 . TheLamé(1839年;Wells 1986年,第70页)证明了该案, 使用身份
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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 是 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 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证据 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,费马最后定理的一般情况 已经证明对于所有指数都是正确的,直到 (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 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 对 塞尔默 组 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 实际上已经掌握了定理的基本证明。 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 Fermat为这些案件寻找证据的事实 和 ,如果他真的是 拥有一般证据。
在第七季的第六集(“恐怖六号树屋”)中 动画电视节目 阿森一族 ,方程式 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 , 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。 在开始时 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 abc猜想 , 比尔猜想 , Bogomolov-Miyaoka-Yau公司 不平等 , 欧拉系统 , 费马特·卡塔兰 猜想 , 费马定理 , 广义 费马方程 , 莫代尔猜想 , 勾股三重 , 里贝特的 定理 , Selmer集团 , 索菲 德国总理 , 斯皮罗猜想 , Taniyama-Shimura猜想 , 沃伊塔的 猜想 , Waring公式 在数学世界课堂上探索这个主题
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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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