《对数学“结构”实质的深度思考,及对费马大定理,比尔猜想等的新颖证明》
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《对数学“结构”实质的深度思考,及对费马大定理,比尔猜想等的新颖证明》
四川 邓建生
由定理1,可引伸而得:
N²-(N-1)²=N+(N-1)
对定理2的证明:
偶数Q,若为2G(G为奇数),
我们无论怎样将其统括为两数的相乘,它们都会表现为2j×f (j, f为奇数)的样式。
若2j>f
设:c+b=2j, c-b=f 则:
2c=2j+f, 由于方程右边不能提取出2的因子,所以c不可能为整数。
若2j<f
设c+b=f, c-b=2j 则:
2c=2j+f, 由于方程右边不能提取出2的因子,所以c也不可能为整数。
对定理3的证明:
偶数Q,若为2²G(G为奇数),
我们可将其统括为两数的相乘,2j×2f (j, f为奇数)的样式。
若2j>2f
设:c+b=2j, c-b=2f 则:
2c=2j+2f,
则:c=(j+f), b=j-f
则:2²G=(j+f)²-(j-f)²
若2j<2f
设c+b=2f, c-b=2j
我们同理可证:
2²G=(f+j)²-(f-j)²
偶数Q,若为2ⁿG(G为奇数,n为>2正整数),
我们可将其统括为两数的相乘,2⁽ⁿ⁻¹⁾j×2f (j, f为奇数)的样式。
若2⁽ⁿ⁻¹⁾j>2f
设:c+b=2⁽ⁿ⁻¹⁾j, c-b=2f 则:
2c=2⁽ⁿ⁻¹ ⁾j+2f,
则:c=(2⁽ⁿ⁻² ⁾j+f), b=(2⁽ⁿ⁻² ⁾j-f),
则:
2ⁿG=(2⁽ⁿ⁻² ⁾j+f)²⁻(2⁽ⁿ⁻² ⁾j-f)²
若2⁽ⁿ⁻¹⁾j<2f
设:c+b=2f , c-b=2⁽ⁿ⁻¹⁾j
我们同理可证:
2ⁿG=(f+2⁽ⁿ⁻² ⁾j)²⁻(f-2⁽ⁿ⁻² ⁾j)²
对定理4的证明:
凡奇数G,都可写成2m-1形式,
依据平方差定理1的引伸定理
N²-(N-1)²=N+(N-1)
则2m-1=m²-(m-1)²,若m内含abcd…n因子,则m-1内不可能含abcd…n因子,故m与m-1互质。
凡偶数2ⁿG(n为>2正整数),都可写成2⁽ⁿ⁻¹⁾G×2 形式
设c+b=2⁽ⁿ⁻¹⁾G, c-b=2
则:c=2⁽ⁿ⁻²⁾G+1 b=2⁽ⁿ⁻²⁾G-1
则 :2⁽ⁿ⁻¹⁾G×2 =
[2⁽ⁿ⁻²⁾G+1]²-[2⁽ⁿ⁻²⁾G-1]²
由于:
c=(2ⁿ⁻²G-1)+2 ,
b=2ⁿ⁻²G-1
c和b为相差仅为2的奇数,c和b不仅都不含有2ⁿ⁻²G内含的因子
,并且也不会共有>1的其它因子,故c与b互质!
由上面所述的平方差定理,我们可推演得出并证明这一极重要的结论:
一个方程两边各项均为整数方次的多项式方程,若要有正整数解,必须可转为:
A±B±C±D…+X²…±N=S² (S²为纯粹平方数, A, B,C,D……N 其中至少有一项为+X²),才可能有正整数解。
而进一步确立除+X²项外,方程左边奇数项的项数也为奇数,则一定会有正整数解!
由上面的讨论,我们更完满地得出判断一个各项均为整数的二元多项式的和,是否=Sⁿ的具有普遍必然性的认知判定:
判定1:一个整数S,其为自乘积Sⁿ,先从内部分离为最单纯基本两个整数元加减而进行的“解构运演”,可显示出该整数在不同的方次上,其“结构形态”的独特乃至必然性特征。尤其是唯有如此的解构运演,才能必然确定地解构出指数为>1整数并不含系数的X和Y两单元项存在。
判定2:若一展开的整数型二元多项式,未有指数为1的X和Y单元项,而有指数高于1不含系数的X和Y两单元项,其和若要=Sⁿ(n为>3正整数),则除为(X+Y)(X-Y)展开的结构形态X²-Y²或其特定变形式:Sⁿ=2yr+r², Sⁿ=2xr-r²外, 必需具有相对应的依“二项式定理”展开的结构形态。
判定3:若一展开的整数 型二元多项式,是具(X+Y)(X-Y)展开的结构形态X²-Y², 或其特定变形式2yr+r², 2xr-r², 则会有:Y²+Sⁿ=X²这独有特征和意义的方程式,也有方程式sⁿ=2yr+r², sⁿ=2xr-r²。
判定4: 若一展开的整数型二元多项式,无有指数为1的X和Y单元项,而有指数高于1并不含系数的X和Y两单元项,其既不具二项式展开的特定结构形态,又未显示为是(x+y)(x-y)的展开式X²-Y²以及其变形式2yr+r², 2xr-r²,则其和只可能=S²。该二元多项式=S²还需有的必要条件是:建立起来的这一方程,经过对称转换,其等式的一边必能置换为(S+X)(S-X)或(S+Y)(S-Y)这两个最单纯基本的乘积形式。
判定5:
由判定2.3.4可引伸得出:若一展开项数超过两项的整数型二元多项式,其无有指数为1的X和Y单元项,有Xⁿ和Yⁿ'(n和n'为>1正整数)单元项,若n<n'则其和只可能=Sⁿ,若n>n'则其和只可能=Sⁿ'。
一点总结思考:
关于数学代数方程是否有解的问题,表面来看是数量关系方面的问题,而更深层地来看,其实是数的“结构关系”方面的问题。
所以,一些纯粹是数的特殊“结构关系”方面的问题,用“数量”关系方面的“同一”或“不同一”等来考察,也许永远也不可能得到解决。
例如:a+bʸ=cˣ(a.b.c.x.y均为
正整数),当b<c,问是否有解的问题。
它表达的其实就是一个数的“结构关系”方面的问题,而非是一个数的“数量关系”方面的问题!
我们只需变换下该方程:
a+bʸ=cˣ 即:a=cˣ - bʸ 便知有解,只需选定适当的x和y值。因为从数“结构特征”的运演关系来看,整数减去整数必为整数。
而若想从数的“数量关系”方面的相等或不相等来考察,我们不会得到答案:
我们若用反证法:先假设 a+bʸ≠cˣ
有a≠cˣ-bʸ,从数的“结构特征”运演关系分析,我们知道cˣ-bʸ的结果必为整数,而a是一整数, 所以a≠cˣ-bʸ为错误!也即a+bʸ≠cˣ将导出矛盾。
而我们无论怎样将a+bʸ≠cˣ从数量关系方面来分析拆腾,例如a+bʸ-cˣ≠0,或1≠(cˣ-bʸ)/a,都不可能导出矛盾!因为a是一不定的整数。
所以:在问aˣ+bʸ=cⁿ(a.b.c为正整数,x.y.z为>1正整数)之类方程是否有解的问题,如“费马大定理”、“比尔猜想”问题时,
我们应首先思考:这些问题是否纯粹是数的特殊“结构特征”间关系的问题,所以要从数的“结构特征”间关系所具的性质这方面来考察,问题才能得到圆满解决。而若想从数的“数量关系”方面来考察,问题也许将永远无从得到解决。
几百年来,“费马大定理”之所以一直未得到证明,是否就是这一原因??而说英国数学家怀尔斯是用了解析“椭圆方程曲线”以及“模函数”方面的方法工具才很曲折往复地证明了“费马大定理”,不也是隐晦地求助了数的“结构特征”关系方面的性质考察吗?
其实,何必那么曲折往复呢??
对自然数在“代数的建构与解构”中所表现出的“代数结构特征”及相互的关系和性质进行深入考察,就能使问题得到解决。
而这正是在该文中,我做的工作。
一点重要修正:
若a^x+b^y=c^z 指数x,y,z只要有一为2次方,则可能该方程可转化为:
2^(2+k)*(g∨g j)=c^2-a^2
=2^(2+k)*(g∨g j)=(c+a)(c-a)
(g,j为奇数)
该方程会有互质正整数解!
例如:10^5+41^3=c^2
设41^3=41^2*(41-1)+41^2
则有 :
10^5+41^2*40=c^2-41^2
则2^3*5(2^2*5^4+41^2)=(c+41)(c-41)则
2^3*5(2^2*5^4+41^2)=(c+41)(c-41)则
2^3*5*37*113=(c+41)(c-41)
设:c+41=4×113,
c-41=370
2c=4×113+370,
c=2×113+185=411
故有:
10^5+41^3=411^2
而:
a^n+b^n=c^n(n>2)
则b^n=c^n-a^n=(c-a)[c^(n-1)+c^(n-2)*a…+
…c*a^(n-2)+a^(n-1)]
在这里,
b^n分解为二元多项式的乘积不是
(c-a)(c+a)
所以:a^n+b^n=c^n(n>2)
没有正整数解。
同理:
a^n+b^(n+k)=c^n(n>2)
则b^(n+k)=c^n-a^n=(c-a)[c^(n-1)+c^(n-2)*a…+
…c*a^(n-2)+a^(n-1)]
b^(n+k)分解为二元多项式间的乘积不是
(c-a)(c+a)
所以:a^n+b^(n+k)=c^n(n>2)
没有正整数解。
即是:
一切S^n(n>2),能分解为(A+B)*(A-B)二元多项式乘积形式,才可能有相等的Aˣ-Bʸ整数解,
若能分解为二元多项式乘积形式,但非是(A+B)*(A-B)乘积形式,则恰好证明不可能有相等的Aˣ'-Bʸ'整数解。
即:
x^n+y^(n+k)≠z^n(n>2)
由是:费马大定理被证明,比尔猜想在上述形式下成立被证明。
