Терема Ферма. Бесконечный спуск для
нечётных показателей n.
Получены другие формулы
для решений уравнения Пифагора x^2+y^2=z^2, отличные от формул древних индусов, и делающие возможным
доказательство для всех нечётных значений показателя n тем же способом бесконечного спуска Ферма, что и для n=4.
Ферма (потом Эйлер)
доказывали эту теорему для частного случая n = 4 способом бесконечного спуска с
помощью формул древних индусов: x= a- b, y=2ab, z= a+ b.
Другие формулы: x = + b, y = + a, z
= + a
+ b (1).
В (1) a и b любые взаимно простые положительные целые числа, одно
из них – чётное, другое – нечётное. Пусть a – чётное, b –
нечётное: a=2c, b=d, откуда =2cd.
После подстановки
значений a и b в (1) получим:
X = d(2c+d); Y= 2c(c+d);
Z= 2c(c+d)+ d (2),
где c и d любые целые
положительные числа; c,d и их суммы взаимно просты;
X,Y,Z – взаимно простые тройки решений уравнения Пифагора. Если
определены и целы c
и d, то определены и целы все три числа X,Y,Z.
Предположим, что
уравнение Ферма x+ y= z имеет тройку целых положительных решений x,y,z при нечётном целом положительном значении показателя n, n>2. Запишем это уравнение следующим
образом:
(x)+ (y)= (z) (4).
Так как рассматривается
возможность существования целых решений уравнений Ферма и (4) , то должно
выполняться следующее условие:
x= X; y= Y; z= Z; где X,Y,Z из (2) (5).
Чтобы числа x,y,z были целыми, из всех трёх чисел X,Y,Z должны извлекаться целочисленные корни степени n (n – нечётное положительное целое число):
x ==
(); y ==
(); z =.
Для упрощения достаточно
рассмотреть два целых числа и ( n – нечётное ):
= =
и = =
.
Подкоренные выражения
содержат сомножители не имеющие общих делителей, кроме 1, поэтому каждый
сомножитель должен являться целым числом в степени n:
d = g; 2 c = h, следовательно, =
; = .
Так как x, – целые, x – по
условию, а – из-за нечётн. n, то g+ h= k, где k
– целое.
Тройка решений g,h,k удовлетворяет уравнению Ферма, но все три числа меньше
числа x первой тройки решений, потому что
наибольшее число k
из g,h,k меньше , так
как =g, а <x, так как x=(). Число k заведомо меньше числа z.
Повторим те же
рассуждения для второй тройки решений g,h,k, начиная с (4):
(g)+ (h)= (k); g ==(); h ==(); k =.
= =
и = = .
d = p; 2 c = q, следовательно, =
; =
.
p+ q= r, где r
– целое число. Все три числа p,q,r меньше числа из
второй тройки решений и r<k.
Таким же образом получается 4-я тройка решений, 5-я и т.д. до .
При данных конечных целых
положительных числах x,y,z не может существовать бес-конечной последовательности
уменьшающихся целых положительных троек решений. Ряд натуральных чисел конечен.
Отсюда целых положительных троек решений для целых положительных нечётных (и
всех простых) значений показателя n (n>2) не
существует.
Для чётных n=2m не кратных 4: (x)+(y)=(z),
m – нечётное. Если нет целых троек
решений для показателя m,
то их нет и для 2m (это
показал Эйлер). Для n=4 и n=4k (k=1,2,3…) уже доказано, что целых
положительных троек решений не существует.
А. Ф. Горбатов
Другие работы по теме:
Теорема 15.2
Теорема 15.2. Если две точки прямой принадлежат плоскости, то вся прямая принадлежит этой плоскости. Доказательство . Пусть данная прямая и @ — данная плоскость. По аксиоме I существует точка
Простое доказательство великой теоремы Ферма
Представление великой теоремы Ферма как диофантового уравнения. Использование для ее доказательства метода замены переменных. Невозможность решения теоремы в целых положительных числах. Необходимые условия и значения чисел для решения, анализ уравнений.
Доказательство великой теоремы Ферма
Доказательство теоремы Ферма методами теоремы арифметики, элементарной алгебры с использованием методов решения параметрических уравнений для четных и нечетных показателей степени. Теорема о разложении на простые множители целых составных чисел.
Доказательство великой теоремы Ферма
Суть великой теоремы Ферма. Формирование диофантового уравнения. Доказательство вспомогательной теоремы (леммы). Особенности составления параметрического уравнения с параметрами. Решение великой теоремы Ферма в целых положительных (натуральных) числах.
Элементарное доказательство великой теоремы Ферма
Великая (большая и последняя) теорема Ферма, ее доказательство для простых показателей. Целочисленные решение уравнения Пифагора в "Арифметике" Диофанта. Формулы для решения уравнения Пифагора в виде взаимно простых чисел. Преобразование уравнения Ферма.
Доказательство теоремы Ферма для n=4
Формулирование и доказательство великой теоремы Ферма методами элементарной алгебры с использованием метода замены переменных для показателя степени n=4. Необходимые условия решения уравнения. Отсутствие решения теоремы в целых положительных числах.
Доказательство теоремы Ферма для n=3
Доказательство великой теоремы Ферма для n=3 методами элементарной алгебры с использованием метода решения параметрических уравнений. Диофантово уравнение, решение в целых числах, отсутствие решения в целых положительных числах при показателе степени n=3.
Физическое доказательство малой теоремы Ферма
Простые числа играют важную роль в теории чисел. Используя свойства симметрии спиновых конфигураций Изинга, можно доказать малую теорему Ферма о простых числах и обобщить её на некоторые составные числа. Используемый в статье метод доказательства приводит к «физической» интерпретации простых чисел.
Доказательство теоремы Ферма для n 3
Доказательство великой теоремы Ферма для показателя степени n=3 Великая теорема Ферма формулируется следующим образом: диофантово уравнение: Аn+ Вn = Сn (1)
Теорема Ферма история и доказательства
ГОРОДСКОЙ КЛАССИЧЕСКИЙ ЛИЦЕЙ РЕФЕРАТ Великая теорема Ферма Подготовил: Петров А. А., 9Б класс (физ-мат) г. Кемерово - 1998 Содержание 1. Биография Ферма
Доказательство Великой теоремы Ферма за одну операцию
Идея предлагаемого вниманию читателя элементарного доказательства Великой теоремы Ферма исключительно проста: после разложения чисел a, b, c на пары слагаемых, затем группировки из них двух сумм U' и U'' и умножения равенства a^n + b^n – c^n = 0 на 11^n (т.е. на 11 в степени n, а чисел a, b, c на 11) (k+3)-я цифра в числе a^n + b^n – c^n (где k – число нулей на конце числа a + b – c)
Доказательство Великой теоремы Ферма для степени n 3
Файл: FERMA-n3-algo © Н. М. Козий, 2009 Украина, АС № 28607 ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ВЕЛИКОЙ ТЕОРЕМЫ ФЕРМА ДЛЯ ПОКАЗАТЕЛЯ СТЕПЕНИ n=3 Великая теорема Ферма для показателя степени n=3 формулируется следующим образом: диофантово уравнение:
Доказательство Великой теоремы Ферма 6
Файл: FERMA-ЛАРЧИК © Н. М. Козий, 2009 Авторские права защищены свидетельством Украины 28607 Доказательство Великой теоремы Ферма Великая теорема Ферма формулируется следующим образом: диофантово уравнение:
Доказательство теоремы Ферма для n 4
Доказательство великой теоремы Ферма для показателя степени n=4 Великая теорема Ферма формулируется следующим образом: диофантово уравнение: Аn+ Вn = Сn (1)
Краткое доказательство великой теоремы Ферма
Теорема Ферма, ее формулировка и доказательство в случаях, если показатель степени n - нечетное число и если n - четное число. Теорема о единственности факторизации. Дополнительные обоснования теоремы. Состав наибольшего составного числового множителя.
Трехмерность бытия и теоремы Ферма и Пифагора
Трехмерность бытия, Великая теорема Ферма и теорема Пифагора имеют логическую взаимосвязь. Эта взаимосвязь позволяет сформулировать еще один довод в пользу того, что существует только 3-мерный мир.
Великая теорема Ферма
История Великой теоремы Ферма весьма занимательна и поучительна, и не только для математиков. Пьер де Ферма внес вклад в развитие самых различных областей математики, однако основная часть его научного наследия была опубликована лишь посмертно.
Великая теорема Ферма – два коротких доказательства
Два варианта доказательства теоремы. Приведенные преобразования равенства Ферма над множеством натуральных чисел показывают, что с помощью конечного числа арифметических действий оно всегда приводится к тождеству, что и доказывает теорему.
Теорема Ферма Бесконечный спуск для нечетных показателей n
Терема Ферма. Бесконечный спуск для нечётных показателей Получены другие формулы для решений уравнения Пифагора x^2+y^2=z^2, отличные от формул древних индусов, и делающие возможным доказательство для всех нечётных значений показателя n тем же способом бесконечного спуска Ферма, что и для n=4.
Великая теорема Ферма
Когда дьявол узнал об условии заключения договора с ученым-математиком о продажи его души, он рассмеялся и сказал: «Нет ничего проще. У меня есть доказательство этой теоремы, написанное самим Ферма».
Проверка больших чисел на простоту
Изучение основных подгрупп алгоритмов проверки простоты больших чисел: детерминированные и вероятностные проверки. Исследование методов генерации и проверки на простоту больших чисел с помощью метода Ферма (малая теорема Ферма), составление программы.