费马大定理证明是什么?

如题所述

证明费马大定理(证明过程详解)

已知:a^2+b^2=c^2

令c=b+k,k=1.2.3……,则a^2+b^2=(b+k)^2。

因为,整数c必然要比a与b都要大,而且至少要大于1,所以k=1.2.3……

设:a=d^(n/2),b=h^(n/2),c=p^(n/2);

则a^2+b^2=c^2就可以写成d^n+h^n=p^n,n=1.2.3……

当n=1时,d+h=p,d、h与p可以是任意整数。

当n=2时,a=d,b=h,c=p,则d^2+h^2=p^2 => a^2+b^2=c^2。

当n≥3时,a^2=d^n,b^2=h^n,c^2=p^n。

因为,a=d^(n/2),b=h^(n/2),c=p^(n/2);要想保证d、h、p为整数,就必须保证a、b、c必须都是完全平方数。

∴a、b、c必须是整数的平方,才能使d、h、p在d^n+h^n=p^n公式中为整数。

假若d、h、p不能在公式中同时以整数的形式存在的话,则费马大定理成立。

设a=mk,则b=k(m^2-1)/2。

令m=k,则a=m^2,b=m(m^2-1)/2,令m/2=(m^2-1),则b=(m/2)^2,c=(m/2)^2+m。

则a^2+b^2=c^2 => m^4+(m/2)^4=[(m/2)^2+m]^2=>m^2(2m^2-m-2)=0,m1=0(舍去),m2=(1±√17)/4(非整数)。

此外,当m/2=(m^2-1)时,(也可以让)b=(m^2-1)^2

则a^2+b^2=c^2 => m^4+(m^2-1)^4=[(m^2-1)^2+m]^2=> m(m^2-1)(2m^2-m-2)=0,m1=0,m2=±1,m3=(1±√17)/4。

验证:当m=±1时,b=h^(n^2)=(m^2-1)^2=0;即a^2=c^2。与题要求不符。 

假若d、h、p可以以整数的形式出现,说明等式d^n+h^n=p^n成立,费马大定理不成立。否则,d^n+h^n≠p^n不等式成立,费马大定理成立。



证明完成:

1986年,英国数学家安德鲁·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,他开始放弃所有其它活动,精心梳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”。

接下来的要将两种“排队”序列对应配对,这一步他两年无进展。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莱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。

1993年6月在剑桥牛顿学院要举行一个名为“L函数和算术”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,分三次作了演讲,听完演讲人们意识到谷山—志村猜想已经证明。

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的谷山—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,问题是怀尔斯的最后证明,他变为完成费马大定理证明的最后一棒。

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