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单词 为什么说费马大定理是“一只会下金蛋的鹅”
释义 为什么说费马大定理是“一只会下金蛋的鹅”

邮票上的费马大定理
17世纪,法国数学家费马在研读古希腊人丢番图的著作《算术》时,看到其中有一个关于勾股数的问题:“给定一个平方数,如何把它写成另两个平方数之和?”于是他在书旁空白处写道:“……一般来讲,任何一个幂次大于2的幂整数都不能写成两个同次幂整数之和。我发现了一个真正奇妙的证明,但空白处太小,写不下。”用现代的数学符号表示,费马是在说:
xn+yn=znn>2)   (1)
没有正整数解。这就是著名的“费马大定理”,又名“费马最后定理”。
现在人们相信,费马并没有证明他的“大定理”,因为它真的太难了。18世纪的数学家欧拉只给出了n=3时的证明。19世纪的数学家高斯也研究过它,因得不到结果而放弃。而当20世纪的大数学家希尔伯特被劝去解决费马大定理时,他却说自己不愿意“杀死这只会下金蛋的鹅”。希尔伯特所说的“金蛋”,是指为了证明费马大定理而发展起来的那些绝妙的数学概念和理论。
首先是推广了“整数”的概念。数学家发现,把n次单位根ω(即ωn=1)当作“整数”,那么(1)式就能分解为
zn=xn+yn=(x+y)(x+)(x+2)…(x+n-1),进而可以深入分析。
我们知道,大于1的整数都能唯一地分解成为一些素数的乘积,像6=2×3,20=22×5等。扩充后的“整数”如果仍能保持这种唯一分解性,则费马大定理早已解决。可惜事实并非如此。例如6在扩充的“整数”中,有两个分解:6=2×3和于是,19世纪德国数学家库默尔发明了一个全新概念“理想数”。在此基础上,他一下子证明了n≤100(除个别情况外)时的费马大定理。库默尔由此开创了现代数学的一门重要分支——代数数论。

英国数学家怀尔斯证明了费马大定理
1994年,英国数学家怀尔斯经过8年闭门苦研,终于完全证明了费马大定理,这一困扰了数学家350多年的难题终告破解。怀尔斯的证明关键在于,他成功地应用“伽罗瓦群表示”建立起了“椭圆曲线”和“模形式”之间的对应,从而揭示了现代数学不同领域之间的深刻联系。这是费马大定理“生下的最后一个金蛋”。(善平)
【微博士】勾股数
勾股定理断言:“任意的直角三角形中,两条直边(勾和股)的平方和等于斜边(弦)的平方。”这是数学中最古老的定理:4000年前的巴比伦人已经知道它;3000多年前中国周代人商高也知道它;2600年前古希腊人毕达哥拉斯知道并且能够证明它,所以西方人称之为“毕达哥拉斯定理”。勾股定理不仅是几何中的基本定理,而且具有重要的算术意义,因为它存在无穷多个正整数解。“勾三股四弦五”是其最简单的整数解;通解是a=m2-n2b=2mn, c=m2+n2,其中m,n是满足mn的任意正整数。满足勾股定理整数解的三元数组(a,bc)被称为“勾股数”。费马大定理可看作是勾股定理在算术意义下的推广。
【科学人】费马

法国数学家费马
费马(1601—1665)是法国的一名律师,数学只是其在闲暇时的业余爱好。在主业上费马或许只能用“称职”来描述,然而在数学上却堪称17世纪最伟大的数学家之一,被誉为“业余数学家之王”。
费马只把少数研究内容写在给朋友的信中,他发表的论文则更少。然而,费马却是与笛卡儿并列的坐标几何的发明者之一,对微积分也有重要贡献。在同帕斯卡的通信中,两人一起开创了概率论。在光学方面,他提出了著名的费马(最小光程)原理。但费马在纯数学特别是数论方面的研究,远在其同代数学家的工作之上,主要贡献有:无穷递降法、亲和数、费马小定理、佩尔方程、费马素数(他做出的唯一错误预言)等。他还提出了著名的费马大定理,历时350多年,最终被英国数学家怀尔斯在1994年解决。
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