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BY 4.0许可证 开放式访问 发布人:德古意特出版社 2020年7月3日

关于所有偶数指数的费马最后定理的初等证明

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这篇文章已被撤回。收回说明。

摘要

方程的初等证明x个2n个+2n个=z(z)2n个n个是一个≥2的整数。为了证明方程没有整数解,首先假设方程有整数解。通过与假设相矛盾,证明了方程不存在任何整数解。

自从法国数学家皮埃尔·德·费尔马特[2]1637年提出的猜想是n个+b条n个=c(c)n个不能有解决方案,如果,b条,c(c)是大于0的整数n个如果是一个大于2的整数,则该方程一直是数学家和非数学家之间激烈讨论的主题。这个猜想被称为费马最后定理。费马声称有证据,但从未写下来,这一事实使研究人员陷入了进退两难的境地,因为还没有人能够复制费马最初声称的证据。也许这个问题最吸引人的地方在于其陈述的简洁和优雅,而不是表面上的绝望[7]最后,在1994年左右,基于一种称为椭圆曲线模块性的特性,Andrew Wiles[12]在泰勒的帮助下[11]提供了定理的证明。他的论文引用了一些参考文献[,8]在过去的几十年中,数学研究的规模大大扩大。但这需要一个非凡的武器库[10]用数学工具来理解怀尔斯复杂而冗长的证明。该证明在范围和复杂性上与费马最初设想的证明大不相同。因此,对简单而简短的证明的追求仍在继续。当然,定理的任何一般证明也意味着任何特殊情况的证明。本文基于初等原理,对偶数指数>2给出了该定理的一个简单证明。

定理

方程式

x个2n个+2n个=z(z)2n个(1)

当指数为n个是一个整数>1。

以前的工作

方程式(1)长期以来,一直是数字理论家们感兴趣的话题。1837年,E.E.Kummer[2,9]证明如果(1)有整数解n个≡1(模态8)。罗斯霍尔茨[2]扩展了Kummer的结果以证明(1)如果指数为n个是形式的质数n个= 4t吨+3个或其中一个变量x个,,z(z)是质数。1977年,Terjanian[9]提供了一个令人惊讶的简单证据(1)则满足非零整数n个划分x个等价地,Terjanian证明了第一种指数为偶数的情况下的Fermat最后一个定理。本文对所有偶数指数给出了该定理的一个简单证明。

定理的简化

任何大于2的整数都可以被4整除或是奇数素数。费马最后一个定理已知为真,当n个是3或4的倍数(参见[10]). 再次,x个,,z(z)不得有任何共同因素。否则,方程的两边都可以除以公因数以获得较小的解。此外,为了一致性,只有一个变量可以是偶数。什么时候?z(z)是偶数,左边(1)相当于2(mod 4)和的右侧(1)等于0(mod 4)。这导致了不一致。同样,由于费马方程处理的是所有三个变量都具有相同幂的情况,因此当三个变量x个,,z(z)是相对素整数,是偶数,指数n个是质数k个>3且所有变量都不是质数(参见[2]).

搜索整数解决方案

在本文中,所有变量都是正整数。由(x个,,z(z))=1我们的意思是x个,,z(z)是互质整数和2|.签署人(,b条)=1我们的意思是,b条是互质整数和2|b条.

假设

具有偶数指数的费马方程具有整数解。

方程式(1)可以写为

X(X)2+Y(Y)2=Z轴k个,(2)

哪里X(X)=x个k个,Y(Y)=k个,Z轴=z(z)2.

条件

(X(X),Y(Y),Z轴) = 1,Z轴是一个奇数正方形,X(X),Y(Y)k个-第个大国,k个是一个大于3的素数。请注意(2)可以有整数解,如示例41所示2+ 382= 55。这里的目的是表明(2)不能为以下形式X(X)=单位k个,Y(Y)=V(V)k个,Z轴=z(z)2其中(单位,V(V),z(z)) = 1. 由于整数解(1)使用Terjanian的结果假设[9],一个注释2k个|Y(Y).

研究的整数解(2)在规定的条件下,我们引入了两个方程

X(X)+Y(Y)=(+小时)k个,(3)
X(X)Y(Y)=(小时)k个(4)

这样的话(,小时)=1和2|小时(请参见[1第536页)。发件人(3)我们得到

X(X)+Y(Y)=(2+小时2)k个/2[余弦k个H(H)+k个H(H)],

其中棕褐色H(H)=小时/克和0<H(H)<π/2.乘以(3)(4),我们得到

(X(X)2+Y(Y)2)=(2+小时2)k个[余弦2(k个H(H))+2(k个H(H))].(5)

因此,从(5)我们得到

(X(X)2+Y(Y)2)=(2+小时2)k个.(6)

比较(2)(6),我们得到

z(z)2=2+小时2.(7)

假设z(z),,小时都是大于0的整数,等式(7)表示直角三角形ZGH公司其边和面积为整数,并且z(z)是斜边。因此ZGH公司是有理直角三角形[6]. 等效地(,小时,z(z))是毕达哥拉斯三元组。因此,我们得到

X(X)=z(z)k个余弦(k个H(H)),Y(Y)=z(z)k个(k个H(H)),
x个=z(z)(余弦k个H(H))1/k个,(8)
=z(z)(k个H(H))1/k个,(9)

其中棕褐色H(H)=小时/克和0<H(H)<π/2.替换(8)(9)在里面(1)n个=k个,我们得到

x个2k个+2k个=z(z)2k个[余弦2(k个H(H))+2(k个H(H))].

自cos以来2(千小时)+罪恶2(千小时)=1,我们得出结论x个在中获得(8)(9)确实是的参数解(1).

发件人(3)我们得到X(X)=真实[(+国际卫生组织)k个]和Y(Y)=图像[(+国际卫生组织)k个]. 因此,我们得到

X(X)==0j个(1)k个2k个2小时2,Y(Y)==0j个(1)k个2+1k个21小时2+1,

哪里j个= (k个−1)/2,因此

X(X)=(k个1C类1k个小时2+C类2k个5小时4++(1)(k个+)/2k个小时k个1),(10)
Y(Y)=(f)小时(小时k个1C类1小时k个2+C类2小时k个54++(1)(k个+)/2k个k个1),(11)

哪里C类1,C类2,…是整数,每个整数都可以被k个,(f)=+1,如果k个≡1(模态4)。否则,(f)= − 1. 的标志(f)只会影响X(X)Y(Y)但对的整数解没有影响(1).

方程(10)(11)被重写为

X(X)=,(12)
Y(Y)=小时R(右),(13)

分别,其中,R(右)是实整数。自(,小时)=1和k个|小时,我们得出的结论是(,)=1和(小时,R(右)) =k个因此,如果X(X)Y(Y)k个-那么,第三方,,小时、和R(右)必须采用表单的值

=单位k个,=w个k个,小时=k个第页k个1v(v)k个,R(右)=k个d日k个,

其中(单位,v(v))=1,和单位,第页,v(v),d日是大于0的整数,并且w个是一个大于1的整数。发件人(12)(13)因此,我们获得

棕褐色的k个H(H)=Y(Y)/X(X)=(小时/)(k个d日k个/w个k个),棕褐色的k个H(H)/棕褐色的H(H)=k个(d日/w个)k个.(14)

不可能(14)将意味着不可能(1).通过膨胀棕褐色千小时以棕褐色计算H(H)(请参见[5,第111页]),我们得到k个(日/周)k个=U/V(U/V), (单位,V(V)) = 1,单位=克朗k个,V(V)=w个k个,电子=小时2,(f)=2。因此,我们得到

单位=电子第页+C类第页1电子第页1(f)+C类第页2电子第页2(f)2++C类1电子+C类0,(15)
V(V)=(f)第页+D类第页1(f)第页1电子+D类第页2(f)第页2电子2++D类1(f)+D类0,(16)

其中系数C类0,C类1, …,C类第页−1D类0,D类1, …,D类第页−1是非零整数。这足以证明电子不是给定的整数(f)是一个整数。这意味着小时不是给定的整数是一个整数。根据这个假设,方程式(15)(16)被转化为

电子第页+E类第页1电子第页1+E类第页2电子第页2++E类1电子+(1)k个((f)(k个1)/2+k个d日k个)=0,(17)
(f)第页+F类第页1(f)第页1+F类第页2(f)第页2++F类1(f)+(1)k个(k个电子(k个1)/2w个k个)=0(18)

为了证明这两者小时不能是整数,这足以证明(17)(18)不能有整数解。

断言

两者都有(17)(18)不能有整数解.

系数E类第页−1,E类第页−2、…和F类第页−1,F类第页−2,…英寸(17)(18)都可以被k个.但自从(k个,w个) = 1,k个不可分割((k个−1)/2+w个k个). 通过应用爱森斯坦标准[4,第160–161页],可以看出(17)(18)不能是整数解决方案的候选项。这证明了这种说法的合理性。

因此,(14)在给定条件下无法满足。因此,这个假设是矛盾的。这证明了所有偶数指数的费马最后定理。

  1. Spyros S.Magliveras沟通

确认

作者希望感谢裁判对论文初稿的宝贵意见,这些意见极大地帮助了最终陈述的改进。

工具书类

[1]H.Darmon和A.Granville,关于方程式z(z)=F类(x个,)和阿克斯第页+q个=Cz(抄送)第页,牛市。伦敦。数学。Soc公司.27(1995), 513–543.10.1112/桶/27.6.513在谷歌学者中搜索

[2]L.E.Dickson,数字理论史。第二卷华盛顿卡内基研究所,华盛顿,1920年。在谷歌学者中搜索

[3]Y.Hellegouarch,费马-怀尔斯数学邀请学术出版社,圣地亚哥,2002年。在谷歌学者中搜索

[4]I.M.Herstein,代数专题第二版,John Wiley&Sons,纽约,1975年。在谷歌学者中搜索

[5]E.W.霍布森,论平面三角法剑桥大学出版社,剑桥,1928年。在谷歌学者中搜索

[6]D.N.Lehmer,有理三角形,数学安。(2)1(1900), 97–102.10.2307/1967275在谷歌学者中搜索

[7]C.J.Mozzochi,Fermat证明,特拉福德出版社,维多利亚,2004年。在谷歌学者中搜索

[8]A.Poorten,关于费马大定理的注记约翰·威利,纽约,1996年。在谷歌学者中搜索

[9]P.Ribenboim,费马最后定理13讲纽约施普林格出版社,1979年。10.1007/978-1-4684-9342-9在谷歌学者中搜索

[10]K.A.Ribet和B.Hayes,费马最后定理和现代算术,阿默尔。科学.82(1994),第2期,144–156。在谷歌学者中搜索

[11]R.Taylor和A.Wiles,某些Hecke代数的环理论性质,数学安。(2)141(1995),第3期,553-572。10.2307/2118560在谷歌学者中搜索

[12]A.Wiles,模椭圆曲线和Fermat最后定理,数学安。(2)141(1995), 443–551.10.1007/978-3-0348-9078-6_18在谷歌学者中搜索

收到:2016-04-04
修订过的:2016-08-05
在线发布:2020-07-03

©2020 Sudhangshu B.Karmakar,由De Gruyter出版

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2024年4月19日从下载https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/jmc-2016-0018/html
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