证明费马最后定理
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則 x2 = a2 - b2 ; y 2 = 2ab ; z = a2 + b2,其中 a > b > 0, HCF(a , b) = 1,a、b 的奇偶性相反。 由於 x2 = a2 - b2 是奇數,得 a 必定是奇數,b 必定是偶數。 另外,亦得 x2 + b2 = a2,再從此得 x = c2 - d 2 ; b = 2cd ; a = c2 + d 2,其中 c > d > 0, HCF(c , d) = 1,c、d 的奇偶性相反。 因而 y2 = 2ab = 4cd(c2 + d 2),
費馬提出:那麼當 n > 2 時,方程 x n + y n = z n 又有沒有整數解呢?
費馬的「解答」
將一個立方數分成兩個立方數,一個四 次冪分成兩個四次冪,或者一般地將一 個高於二次冪的數分成兩個相同次冪, 這是不可能的。我對這個命題有一個美 妙的證明,這裏空白太小,寫不下。 但,費馬從未向其他人提及這個「美妙 證明」,亦沒有任何紀錄提及這件事!
勾股定理及勾股數組
勾股定理 在 ABC 中,若 C 為直角, 則 a2 + b2 = c2。
留意:32 + 42 = 52; 52 + 122 = 132; 82 + 152 = 172; 72 + 242 = 252; ……等等 即 (3 , 4 , 5)、(5 , 12 , 13) … 等等為方程 x 2 + y 2 = z 2 的正整數解。 我們稱以上的整數解為「勾股數組」。
勾股數組
求方程 x 2 + y 2 = z 2 的正整數解。
解 x = u 2 - v 2 ; y = 2uv ; z = u2 + v 2,其中 u > v > 0。
v 1 2 3 4 5 u 2 (3 , 4 , 5) --------3 4 (8 , 6 , 10) (15 , 8 , 17) (5 , 12 , 13) (12 , 16 , 20) --(7 , 24 , 25) --------5 (24 , 10 , 26) (21 , 20 , 29) (16 , 30 , 34) (9 , 40 , 41) --6 (35 , 12 , 37) (32 , 24 , 40) (27 , 36 , 45) (20 , 48 , 52) (11 , 60 , 61)
到底費馬的說法是否正確呢?
「費馬Biblioteka Baidu後定理」名稱的確立
問 甚麼叫「定理」? 答 曾經被證實為正確無誤的數學命題。 問 既然費馬的命題又未被證明為正確,為甚麼 又叫做「定理」呢? 答 因為經過 300 多年,都沒有人能作出反例, 所以人們相信是它是正確的,是一個定理。 問 費馬提出這命題後 30 年才去世,為甚麼會叫 這命題做「最後定理」呢? 答 因為費馬曾經提出過的命題,都已經被證實 或否定,祇剩下這「最後」一題,未能獲證。
n = 4 的證明
費馬在給朋友的信中,曾經提及他已證 明了 n = 4 的情況。但沒有寫出詳細的 證明步驟。 1674 年,貝西在的少量提示下,給出這 個情形的證明。 證明步驟主要使用了「無窮遞降法」。
費馬的證明
定理 方程 x 4 + y 4 = z 2 沒有正整數解。
解 假設 (x , y , z) 為一個解並且 HCF(x , y) = 1,y 為偶數,
由此得 c、d 和 c2 + d 2 為平方數。
於是可設 c = e2 ; d = f 2 ; c2 + d 2 = g2,即 e4 + f 4 = g 2。
換句話說,(e , f , g) 為方程 x 4 + y 4 = z2 的另外一個解。 但是,z = a2 + b2 = (c2 + d 2)2 + 4c2d 2 > g 4 > g > 0。 即是說如果我們從一個 z 值出發,必定可以找到一個更小 的數值 g 使它仍然滿足方程 x 4 + y 4 = z2。如此類推,我 們可以找到一個比 g 更小的數值,同時滿足上式。 但是,這是不可能的!因為 z 為一有限值,這個數值不能 無窮地遞降下去!由此可知我們最初的假設不正確。 所以,方程 x 4 + y 4 = z2 沒有正整數解。(證畢) 推論 方程 x 4 + y 4 = z 4 沒有正整數解。 解 假如 (x , y , z) 為該方程的解,則 (x , y , z2) 將會是方 程 x 4 + y 4 = z2 的解。這是不可能的!(證畢)
費馬 Pierre de Fermat (1601 - 1665)
法國人
律師,1631年出任圖盧茲 議院顧問。 業餘研究數學 他是幾何學、坐標幾何、 概率論、微積分、數論等 學問的先驅。
大約 1637 年,當費馬閱讀古希臘名著《算術》時,在 書邊的空白地方,他寫下了以下的一段說話: Cubum autem in duos cubos, aut quadratoquadratum in duos quadratoquadratos, et generaliter nullam in infintum ultra quadratum potestatem in duos ejusdem nominis fas est dividere: cujus rei demonstrationem mirabilem sane detexi. Hanc marginis exguitas non caperet.
大約 1637 年,當費馬閱讀古希臘名著《算術》時,在 書邊的空白地方,他寫下了以下的一段說話:
將一個立方數分成兩個立方數,一個四次 冪分成兩個四次冪,或者一般地將一個高 於二次冪的數分成兩個相同次冪,這是不 可能的。我對這個命題有一個美妙的證明, 這裏空白太小,寫不下。
費馬最後定理
當整數 n > 2 時, 方程 x n + y n = z n 無正整數解。
勾股數組的通解
《算術》第 II 卷命題 8: 將一個平方數分為兩個平方數。 即求方程 x 2 + y 2 = z 2 的正整數解。 費馬利用他發明的「無窮遞降法」來解此 題,得到以下結果:
若 HCF(x , y) = 1,y 為偶數, 則 x = u 2 - v 2 ; y = 2uv ; z = u2 + v 2 ; 這裡 u > v > 0,HCF(u , v) = 1,u、v 奇偶 性相反。
費馬提出:那麼當 n > 2 時,方程 x n + y n = z n 又有沒有整數解呢?
費馬的「解答」
將一個立方數分成兩個立方數,一個四 次冪分成兩個四次冪,或者一般地將一 個高於二次冪的數分成兩個相同次冪, 這是不可能的。我對這個命題有一個美 妙的證明,這裏空白太小,寫不下。 但,費馬從未向其他人提及這個「美妙 證明」,亦沒有任何紀錄提及這件事!
勾股定理及勾股數組
勾股定理 在 ABC 中,若 C 為直角, 則 a2 + b2 = c2。
留意:32 + 42 = 52; 52 + 122 = 132; 82 + 152 = 172; 72 + 242 = 252; ……等等 即 (3 , 4 , 5)、(5 , 12 , 13) … 等等為方程 x 2 + y 2 = z 2 的正整數解。 我們稱以上的整數解為「勾股數組」。
勾股數組
求方程 x 2 + y 2 = z 2 的正整數解。
解 x = u 2 - v 2 ; y = 2uv ; z = u2 + v 2,其中 u > v > 0。
v 1 2 3 4 5 u 2 (3 , 4 , 5) --------3 4 (8 , 6 , 10) (15 , 8 , 17) (5 , 12 , 13) (12 , 16 , 20) --(7 , 24 , 25) --------5 (24 , 10 , 26) (21 , 20 , 29) (16 , 30 , 34) (9 , 40 , 41) --6 (35 , 12 , 37) (32 , 24 , 40) (27 , 36 , 45) (20 , 48 , 52) (11 , 60 , 61)
到底費馬的說法是否正確呢?
「費馬Biblioteka Baidu後定理」名稱的確立
問 甚麼叫「定理」? 答 曾經被證實為正確無誤的數學命題。 問 既然費馬的命題又未被證明為正確,為甚麼 又叫做「定理」呢? 答 因為經過 300 多年,都沒有人能作出反例, 所以人們相信是它是正確的,是一個定理。 問 費馬提出這命題後 30 年才去世,為甚麼會叫 這命題做「最後定理」呢? 答 因為費馬曾經提出過的命題,都已經被證實 或否定,祇剩下這「最後」一題,未能獲證。
n = 4 的證明
費馬在給朋友的信中,曾經提及他已證 明了 n = 4 的情況。但沒有寫出詳細的 證明步驟。 1674 年,貝西在的少量提示下,給出這 個情形的證明。 證明步驟主要使用了「無窮遞降法」。
費馬的證明
定理 方程 x 4 + y 4 = z 2 沒有正整數解。
解 假設 (x , y , z) 為一個解並且 HCF(x , y) = 1,y 為偶數,
由此得 c、d 和 c2 + d 2 為平方數。
於是可設 c = e2 ; d = f 2 ; c2 + d 2 = g2,即 e4 + f 4 = g 2。
換句話說,(e , f , g) 為方程 x 4 + y 4 = z2 的另外一個解。 但是,z = a2 + b2 = (c2 + d 2)2 + 4c2d 2 > g 4 > g > 0。 即是說如果我們從一個 z 值出發,必定可以找到一個更小 的數值 g 使它仍然滿足方程 x 4 + y 4 = z2。如此類推,我 們可以找到一個比 g 更小的數值,同時滿足上式。 但是,這是不可能的!因為 z 為一有限值,這個數值不能 無窮地遞降下去!由此可知我們最初的假設不正確。 所以,方程 x 4 + y 4 = z2 沒有正整數解。(證畢) 推論 方程 x 4 + y 4 = z 4 沒有正整數解。 解 假如 (x , y , z) 為該方程的解,則 (x , y , z2) 將會是方 程 x 4 + y 4 = z2 的解。這是不可能的!(證畢)
費馬 Pierre de Fermat (1601 - 1665)
法國人
律師,1631年出任圖盧茲 議院顧問。 業餘研究數學 他是幾何學、坐標幾何、 概率論、微積分、數論等 學問的先驅。
大約 1637 年,當費馬閱讀古希臘名著《算術》時,在 書邊的空白地方,他寫下了以下的一段說話: Cubum autem in duos cubos, aut quadratoquadratum in duos quadratoquadratos, et generaliter nullam in infintum ultra quadratum potestatem in duos ejusdem nominis fas est dividere: cujus rei demonstrationem mirabilem sane detexi. Hanc marginis exguitas non caperet.
大約 1637 年,當費馬閱讀古希臘名著《算術》時,在 書邊的空白地方,他寫下了以下的一段說話:
將一個立方數分成兩個立方數,一個四次 冪分成兩個四次冪,或者一般地將一個高 於二次冪的數分成兩個相同次冪,這是不 可能的。我對這個命題有一個美妙的證明, 這裏空白太小,寫不下。
費馬最後定理
當整數 n > 2 時, 方程 x n + y n = z n 無正整數解。
勾股數組的通解
《算術》第 II 卷命題 8: 將一個平方數分為兩個平方數。 即求方程 x 2 + y 2 = z 2 的正整數解。 費馬利用他發明的「無窮遞降法」來解此 題,得到以下結果:
若 HCF(x , y) = 1,y 為偶數, 則 x = u 2 - v 2 ; y = 2uv ; z = u2 + v 2 ; 這裡 u > v > 0,HCF(u , v) = 1,u、v 奇偶 性相反。