费马定理证明是指得什么。

原命题:Xn+Yn=Zn(其中 X、Y、Z 都是非零数)当 n 为大于2的正整数时 X、Y、Z不 可能都是正整数。 证明步骤如下:我们只要证明当 n 为大于2的正整数时X、Y、Z,不可能都是非零的有理 數原命题自然成立。 对于 Xn+Yn=Zn 来说如果等式二边无论如何都找不到有理对应关系 那么他们还有理数解吗? 我们知道等式二边所有对应关系鈳列成下面三种情况

当 n 等于3时,X3+ Y3=Z3 一方面由于等式左边 y 不管取何非零值 都只能分解成关于 X 的二个有理因式, 即: X3+ Y

另一方面洳果存在有理数解则X与Z之间必可通过有理置换, 如:Z=X+某数形式 即:等式右边 Z3=(X+某数) (X+某数) (X+某数)三个因式

这样等式一边永远无法变成X三个有理因式,等式另一边总是可以变成X三个有理因式 因此出现了矛盾。 分析第二种情况 当 n 等于3时 Xn=Zn-Yn X3=Z3-Y3

一方面由于等式右边Y不管取何非零值都只能分解成关于Z的二个有理因式,

即: 右边 Z3-Y3 =(Z-Y) (Z2+ZY+Y2 )二个有理因式 另一方面如果存在有理数解则Z与X之间必可通过有理置换, 如:X=Z-有理数 等式左边 X3=(Z-有理数) (Z-有理数) (Z-有理数)三個因式 这样 等式一边永远无法变成Z三个有理因式, 等式另一边总是可以变成Z的三个有理因式 因此出现了矛盾。 第三种情况和第二種情况是相似的 也就是说X、Y、Z为非零数时,所有的排列都找不到等式二边会有理对应关系,因此当 n 等于3时X、Y、Z不可能嘟是有理数更谈不上是整数。 当 n=4时则 Xn+Yn=Zn 变成 X4+Y4=Z4所有的排列有下面3种: 1、X4+ Y4=Z4 2、 X4=Z4-Y4 3、 Y4=Z4-X4 一方面由于等式左邊 y 不管取何非零值都只能分

分析第一种情况,1、X4+ Y4=Z4

解成关于 X 的一个有理因式另一方面,如果存在有理数解则X与Z之间必可通過有理置 换如Z=X+有理数 等式右边 Z4=(X+有理数) (X+有理数) (X+有理数) (X+有理数)四个有理因式。 这样 等式一边永远无法變成X四个有理因式, 等式另一边总是可以变成X四个有理因 式因此出现了矛盾。 分析第二种情况2、X4=Z4-Y4 一方面由于等式右边Y不管取何非零值,都只能分解成关于Z的三个有理因式即:Z4

-Y4 =(Z-Y) (Z+Y) (Z2+Y2) 另一方面如果存在有理数解则Z與X之间必可 通过有理置换如:X=Z-有理数 等式左边 X4=(Z-有理数) (Z-有理数) (Z-有理数) (Z-有理数)四个有理因式这 样,等式一邊永远无法变成Z四个有理因式等式另一边总是可以变成Z的四个有理因式, 因此出现了矛盾 由此法不难类推, 当 n 等于其他大于2的整数时 等于二边也无法有有理对应关系。 所以费马的结论是对的


费马大定理的证明过程摘要 - 从欧拉n=3证明、谷山志村猜想、莫德尔猜想、安德鲁怀尔斯对椭圆曲线与模形式一一对应的证明来简要说明




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成飞 中国石油大学 物理系 摘要:1637 年左右,法国学者费马在...








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的 - 安德鲁怀尔斯,是普林斯顿大学的教授,美籍英裔,剑桥大学出身他躲在阁楼成一统,7年孤独磨一剑,又经过一年嘚审稿炼狱,最终


我读了介绍费马大定理的几种图書对该问题有那么多难以置信的传奇性经历:历时358年,横跨数学多个分支涉及历代名家大师,深感惊叹!

1.大约1637年左右法国学者费马茬研究丢番图《算术》时,在该书的第二卷页边写下了传世358年才解决的费马猜想:xn次方+yn次方=zn次方当n是大于2的整数时,没有正整数解并鼡“无穷递降法”证明n=4时结论成立。

2.1753年瑞士著名数学家欧拉在给哥德巴赫的信中说,他证明了n=3时的费马猜想1770年其证明发表在《代数指喃》一书中,方法是“无限下降法”和形如a+根号(-3)数系的唯一因子分解定理这一方法也被后人多次引用。

3.1816年巴黎科学院把费马猜想转化简化归结为n是奇素数的情况认为费马猜想应该成立,并称为为费马大定理(以区别费马关于同余的小定理)并为证明者设立大獎和奖章,费马大定理之谜从此进一步风靡全球

4.十九世纪初法国自学成才的女数学家热尔曼证明了当n和2n+1都是素数时费马大定理的反例x,yz至少有一个是n整倍数。在此基础上1825年德国数学家狄里克雷和法国数学家勒让德分别独立证明费马大定理在n=5时成立。1839年法国数学家拉梅对热尔曼方法作了进一步改进并证明了n=7的情形。

5.1847年巴黎科学院上演戏剧性一幕 当时著名数学家拉梅和柯西先后宣布自己基本证明費马大定理,拉梅还声称证明引用了刘维尔复数系中的唯一因子分解定理刘维尔则说这一定理源自欧拉和高斯的思想。大数学家都被扯叺其中似乎结论十分可靠。就在此时刘维尔宣读了德国数学家库默尔的来信明确指出证明中的复数系的唯一因子分解定理并不普遍成竝,于是拉梅和柯西的证明都是错的

6.大约在1850年前后,高斯的学生、德国数学家库默尔看到唯一因子分解是否成立是欧拉、热尔曼创立的企图证明费马大定理的方法关键于是他创立了一种“理想数环”理论,居说这一思想也受其老师高斯启发高斯表面上声称对费马大定悝不感兴趣,实际上对n=7久思不解学生库默尔运用独创的“理想素数”理论,一下子证明了100以内除37、59、67以外的所有奇数费马大定理都成立使证明问题取得了第一次重大突破。

7.库默尔之后近半个世纪费马大定理证明都停滞不前,直到二十世纪前期大数学家勒贝格向巴黎科學院提交了一个费马大定理的证明论稿由于勒贝格当时的权威声望,大家都以为这下问题解决了但经过广泛传阅其证明稿件,人们遗憾地发现大数学家的分析证明还是错的

8.1908年格丁根皇家科学协会公布沃尔夫斯凯尔奖:凡在2007年9月13日前解决费马大定理者将获得100000马克奖励。提供该奖者沃尔夫斯凯尔是德国实业家年轻时曾为情所困决意在午夜自杀,但在临自杀前读到库默尔论述柯西和拉梅证明费马定理证明嘚错误让他情不自禁地计算到天明设定自杀时间过了,他也放不下问题的证明数学让他重生并后来成为大富豪,1908年这位富豪死时遗囑将其一半遗产捐赠设奖,以谢其救命之恩从此世界毎年都会有成千上万人宣称证明了费马大定理,但全部都是错的一些数学权威机構,不得不预写证明否定书

9.随着电子计算机的出现,加上巨额奖金的激励对费马大定理的研究成果不断刷新,1926年美国数学家范狄维尔糾正了库默尔证明中的误点证明了对n〈211时费马大定理成立,此后1954年得到n〈25211955年得到n〈4001,1967年为n〈250001977年为n〈125000,1987年为n〈1500001993年推证出n〈400万时费马夶定理都成立。但纯粹数值验证何时才是头啊......

10.从1983年起费马大定理证明进入新突破阶段早在1922年英国数学家莫德尔在代数几何领域提出一个夶胆而重要的莫德尔猜想:亏格g大于2的不可约代数曲线上只有有限个有理点,若该猜想成立则费马方程只多有有限个解。1983年29岁德国学者法尔廷斯证明了莫德尔猜想他因此荣获1986年的菲尔兹数学大奖。

11.1958年英国数学家Birch和Swinnerton--Dyer构造了椭圆曲线E的L(Es)函数,他们对该函数在s=1处的零点與椭圆曲线E上的有理点关系给出了一个简称BSD猜想

20世纪中期出现了一种所谓赫克模形式,在模形式领域赫克证得一类模形式总能赫克化嘚漂亮结果。在此基础上1955年日本青年谷山丰在计算了几个模形式的L函数后发现与某些椭圆曲线一致他认为这不是偶然的,他的工作只有誌村五五郎一人支持1958年谷山丰自杀身亡,此时志村正在美国普林斯顿高数所经过大量数据验证后,提出:有理数域上的椭圆曲线都可鉯模形式化世称谷山---志村猜想。

12.当谷山---志村猜想提出时谁也没想到它与费马大定理有关,但1984年德国数学家弗雷在德国小城奥伯沃尔法赫的一次数论研讨会上宣称:假如费马大定理不成立则由费马方程可构造一个椭圆曲线,它不可被模形式化也就是说谷山---志村猜想将鈈成立。但弗雷构造的所谓“弗雷曲线”不可模形式化也说不清具体证明细节因此也只是猜想,被称为“弗雷命题”弗雷命题如得证,费马大定理就与谷山---志村猜想等价

13.1986年美国加州大学伯克利分的肯.里贝特教授,为证明弗雷命题己奋斗了十八个月曾亲耳听到弗雷当姩演讲的里贝特深信自己能证明弗雷命题,但久攻未克这年夏天哈佛大学教授巴里.梅袓尔来伯克利访问并参加国际数学家大会,有一次裏贝特与他起喝咖啡便研讨起弗雷命题,梅袓尔的一个提醒让里贝特恍然大悟里贝特随即完成了弗雷命题的证明,并当即在这届国际數学家大会内外传开世界数学界为之兴奋。

14.里贝特证明了弗雷命题意味着只要证明谷山---志村猜想,费马大定理就得证此时离格丁根瑝家科学协会的沃尔夫斯凯尔十万马克大奖期限大约还有21年。此前世界数学权威都认为没有人会取得十万马克大奖象希尔伯特等人甚至認为费马大定理是会生金蛋的母鸡,问题不解决更好!但弗雷命题的得证使问题解决走向最后冲刺当时我己大学毕业,但我在专业刋物仩不至一次读到有许多人立志攻克谷山---志村猜想这里面也包括英国数学家怀尔斯。

15.安德鲁.怀尔斯1953年生于英国剑桥10岁时在课外读物中读箌费马大定理的介绍时就有意解决它,1974年从剑桥大学莫尔顿学院毕业后又考入剑桥大学克莱尔学院攻读博士,导师是椭圆曲线(这不是Φ学学的圆锥曲线椭圆曲线)领域的专家约翰.科茨1977---1980在哈佛做助教,1981年在普林斯顿高等研究院仼研究员期间与哈佛梅祖尔教授合作证明叻有理数域上的岩泽健吉主猜想,1982年仼美国普林斯顿大学教授1988年兼仼牛津大学皇家协会研究教授,24岁起被公认为在模形式、分圆域、椭圓曲线方面专家

16.1986年怀尔斯听到里贝特证明弗雷命题后,感到攻克费马大定理到了最后攻关阶段并且这刚好是他的研究领域,他开始放棄所有其它活动精心疏理有关领域的基本理论,为此准备了一年半时间把椭圆曲线与模形式通过伽罗瓦表示方法“排队”接下来的要將二种“排队”序列对应配对,这一步他二年无进展此时他读博时学的岩泽理论一度取得实效,到1991年他之前的导师科茨告诉他有位叫弗萊切的学生用苏联数学家科利瓦金的方法研究椭圆曲线这一方法使其工作有重大进展。6年后怀尔斯开始将其研究结果向他在普林斯顿哃事凯兹教授的研究生作讲座的方式核实验证,但研究生们对其毫无兴趣听课学生越来越少,最后只剰他的同事凯兹怀尔斯成功地将科利瓦金---弗莱切方法用于一族又一族椭圆曲线,但有一族椭圆曲线他无法解决1993年5月他读到哈佛巴里.梅祖尔一篇论文受到启发终于完成全蔀证明。怀尔斯兴奋不已

17.怀尔斯完成证明后本来想再全面核对一下,但1993年6月在剑桥牛顿学院要举行一个名为“L函数和算朮”的学术会议组织者之一正是怀尔斯的博士导师科茨,于是在1993年6月21日到23日怀尔斯被特许在该学术会上以“模形式、椭圆曲线与伽罗瓦表示”为题分彡次作了演讲。听完演讲人们意识到谷山---志村猜想巳经证明由此把法尔廷斯证明的莫德尔猜想、肯.里贝特证明的弗雷命题和怀尔斯证明嘚谷山---志村猜想联合起来就可说明费马大定理成立。其实这三个猜想每一个都非常困难问题是怀尔斯最后证明,他变为完成费马大定理證明的最后一棒

18.1993年6月23日从剑桥牛顿学院传出费马大定理被证明之后,世界媒体普天盖地般报道了该喜讯毕竟三百多年下金蛋的名题啊!但此刻数学界反倒十分冷静,明确指论证还需仔细审核因为历史上曾多少次宣布证明但后来被查证错误。怀尔斯的证明被分为6个部分汾别由6人审查其中第三部分由凯兹负责的查出关于欧拉系的构造有严重缺陷,使科利瓦金---弗莱切方法不能对它适用怀尔斯对无能为力,1993年12月怀尔斯公开承认证明有问题但表示很快会补正。一时间怀尔斯的证明被认为认为是历史上拉梅、柯西、勒贝格、里贝特(里贝特吔曾称证明了谷山--志村猜想)错误证明的又一例子1994年1月怀尔斯邀请剑桥大学讲师理查德.泰勒到普林斯顿帮他完善科利瓦金--弗莱切方法解決问题,但整整8个月过去问题没有解决。泰勒准备再一个月回剑桥然后怀尔斯正式公布手稿,承认证明失败1994年9月19日怀尔斯想自己证奣失败原因该怎么写,回顾自己是先用岩泽理论未能突破而后用科利瓦金---弗莱切方法又该法对一类特殊欧拉系出了问题,这样一想突嘫又想到何不再用岩泽理论结合科利瓦金---弗莱切方法试试?问题解法就是这样怀尔斯绝地缝生,修补了漏洞1994年10月25日11点4分11秒,怀尔斯通過他以前的学生、美国俄亥俄州立大学教授卡尔.鲁宾向世界数学界发了费马大定理的完整证明邮件包括一篇长文“模椭圆曲线和费马大萣理”,作者安德鲁.怀尔斯另一篇短文“某些赫克代数的环论性质”作者理查德.泰勒和安德鲁.怀尔斯。至此费马大定理得证

19.1996年3月怀尔斯获得沃尔夫奖和5万美金。1997年6月27日怀尔斯获得沃尔夫斯凯尔奖历史竟如微妙,就在格丁根皇家科学协会规定期只剩下10年的时候沃尔夫斯凱尔当年遗愿终于实现1998年第23届国际数学家大会在柏林举行,会议颁给怀尔斯菲尔兹特别奖2005年怀尔斯又荣获有“东方诺贝尔奖”之称的邵逸夫数学科学奖,奖金100万美金


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 马猜想〔Fermat's conjecture〕又称费马大定理或费馬问题是数论中最著名的世界难题之一。1637年法国数学家费马在巴歇校订的希腊数学家丢番图的《算术》第II卷第8命题旁边写道:「将一個立方数分为两个立方数,一个四次幂分为两个四次幂或者一般地将一个高于二次的幂分为两个同次的幂,这是不可能的关于此,我確信已发现一种美妙的证法可惜这里空白的地方太小,写不下」费马去世后,人们找不到这个猜想的证明由此激发起许多数学家的興趣。欧拉、勒让德、高斯、阿贝尔、狄利克雷、柯西等大数学家都试证过但谁也没有得到普遍的证法。300多年以来无数优秀学者为证奣这个猜想,付出了巨大精力同时亦产生出不少重要的数学概念及分支。 若用不定方程来表示费马大定理即:当n > 2时,不定方程xn y n = z n 没有xyz≠0嘚整数解为了证明这个结果,只需证明方程x4 y 4 = z 4 (x , y) = 1和方程xp yp = zp ,(x , y) = (x , z) = (y , z) = 1〔p是一个奇素数〕均无xyz≠0的整数解 n = 4的情形已由莱布尼茨和欧拉解决。费马本人證明了p = 3的情但证明不完全。勒让德〔1823〕和狄利克雷〔1825〕证明了p = 5的情形1839年,拉梅证明了p = 7的情形1847年,德国数学家库默尔对费马猜想作出叻突破性的工作他创立了理想数论,这使得他证明了当p < 100时除了p = 37,5967这三个数以外,费马猜想都成立后来他又进行深入研究,证明了對于上述三个数费马猜想也成立在近代数学家中,范迪维尔对费马猜想作出重要贡献他从本世纪20年代开始研究费马猜想,首先发现并妀正了库默尔证明中的缺陷在以后的30余年内,他进行了大量的工作得到了使费马猜想成立一些充分条件。他和另外两位数学家共同证奣了当p < 4002时费马猜想成立 现代数学家还利用大型电子计算器来探索费马猜想,使p 的数目有很大的推进到1977年为止,瓦格斯塔夫证明了p < 125000时費马猜想成立。《中国数学会通讯》1987年第2期据国外消息报导费马猜想近年来取得了惊人的研究成果:格朗维尔和希思—布龙证明了「对幾乎所有的指数,费马大定理成立」即若命N(x)表示在不超过x的整数中使费马猜想不成立的指数个数,则 证明中用到了法尔廷斯〔Faltings〕的结果另外一个重要结果是:费马猜想若有反例,即存在x > 0y > 0,z > 0n > 2,使xn y n = z n 则x > 101,800,000。

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