86031 (753444)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Файл: FERMA-2mPF-for

© Н. М. Козий, 2007

Авторские права защищены свидетельствами Украины

№ 27312 и № 28607

ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ВЕЛИКОЙ ТЕОРЕМЫ ФЕРМА ДЛЯ ЧЕТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СТЕПЕНИ

Великая теорема Ферма формулируется следующим образом: диофантово уравнение(http://soluvel.okis.ru/evrika.html):

Аⁿ+ Вⁿ = Сⁿ /1/

где n- целое положительное число, большее двух, не имеет решения в целых положительных числах.

Суть Великой теоремы Ферма не изменится, если уравнение /1/ запишем следующим образом:

Аⁿ = Сⁿ -Вⁿ /2/

Пусть показатель степени n=2m. Тогда уравнение /2/ запишется следующим образом:

А^2m = С^2m –В^2m /3/

Для доказательства великой теоремы Ферма используем алгебраическое доказательство теоремы Пифагора.

АЛГЕБРАИЧЕСКОЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ТЕОРЕМЫ ПИФАГОРА (Решение уравнения теоремы Пифагора в целых числах)

Теорема Пифагора формулируется следующим образом: в прямоугольном треугольнике квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов:

С² =А² + В², /4/

где: С – гипотенуза; А и В – катеты.

Существуют прямоугольные треугольники, у которых стороны А, В и С выражаются целыми числами. Такие числа называются пифагоровыми.

Рассматривая уравнение теоремы Пифагора как алгебраическое уравнение, докажем, что существует бесконечное количество прямоугольных треугольников, в которых их стороны выражаются целыми числами или, что одно и тоже, уравнение /4/ имеет бесконечное количество решений в целых числах.

Суть теоремы Пифагора не изменится, если уравнение /4/ запишем следующим образом:

А² = С² –В² /5/

Для доказательства теоремы Пифагора методами элементарной алгебры используем два известные в математике метода решения алгебраических уравнений: метод решения параметрических уравнений и метод замены переменных.

Уравнение /5/ рассматриваем как параметрическое уравнение с параметром A и переменными B и С. Уравнение /5/ в соответствии с известной зависимостью для разности квадратов двух чисел запишем в виде:

А²=(C-B)∙(C+B) /6/

Используя метод замены переменных, обозначим:

C-B=M /7/

Из уравнения /7/ имеем:

C=B+M /8/

Из уравнений /6/, /7/ и /8/ имеем:

А² =M∙ (B+M+B)=M∙(2B+M) = 2BM+M² /9/

Из уравнения /9/ имеем:

А²- M²=2BM /10/

Отсюда: B = /11/

Из уравнений /8/ и /11/ имеем:

C= /12/

Таким образом: B = /13/

C /14/

Из уравнений /11/ и /12/ следует, что необходимым условием для того чтобы числа В и С были целыми, является делимость числа A² на число M , т. е. число M должно быть одним из сомножителей, входящих в состав сомножителей числа А или A².

Числа А и M должны иметь одинаковую четность.

По формулам /13/ и /14/ определяются числа B и C как переменные, зависящие от значения числа А как параметра и значения числа M.

Из изложенного следует: 1. Квадрат простого числа A равен разности квадратов одной пары чисел B и C (при M=1). 2. Квадрат составного числа A равен разности квадратов одной пары или нескольких пар чисел B и C. 3. Квадрат числа A^m равен разности квадратов нескольких пар чисел. 4. Все числа A> 2 являются пифагоровыми.

Таким образом, существует бесконечное количество троек пифагоровых чисел А, В и С и, следовательно, бесконечное количество прямоугольных треугольников, у которых стороны А, В и С выражаются целыми числами.

ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ВЕЛИКОЙ ТЕОРЕМЫ ФЕРМА

Вариант 1

Уравнение /3/ с учетом уравнений /5/ и /6/ запишем следующим образом:

А^2m = С^2m –В^2m =(С^m –В^m )∙(С^m +В^m) /15/

Тогда в соответствии с уравнениями /13/ и /14/ запишем:

B^m = /16/

C^m /17/

Из уравнений /16/ и /17/ следует, что необходимым условием для того чтобы числа В и С были целыми, является делимость числа A^2m на число M , т. е. число M должно быть одним из сомножителей, входящих в состав сомножителей числа А или A^2m. Следовательно, число A^2m должно быть равно:

A^2m = M· D, /18/

где D – целое число.

Тогда : B^m = /19/

А число C^m с учетом уравнения /8/ равно:

C^m = B^m + M = /20/

Тогда из уравнений /19/ и /20/ следует:

B = /21/

C /22/

Если допустить, что В – целое число, то из уравнения /22/ следует, что число С не может быть целым числом, так как сомножители в скобках в подкоренных выражениях в уравнениях /21/ и /22/ отличаются всего на 1.

ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ВЕЛИКОЙ ТЕОРЕМЫ ФЕРМА

Вариант 2

Выше в доказательстве теоремы Пифагора доказано, что все натуральные числа являются пифагоровыми. Следовательно, все натуральные числа распределяются на тройки пифагоровых чисел и, следовательно, все тройки пифагоровых чисел удовлетворяют уравнению /4/:

С² =А² + В² /23/

Пифагоровы числа (А, В, С) могут быть истолкованы как длины сторон прямоугольного треугольника, а их квадраты могут быть истолкованы как площади квадратов, построенных на гипотенузе и катетах этого треугольника. Умножив приведенное уравнение на С, получим:

С³=А²∙ С + В²· С /24/

Из уравнения /24/ следует, что объем куба раскладывается на два объема двух параллелепипедов. Поскольку очевидно, что в уравнении /23/ А<C и В<C, то из уравнения /24/ следует:

С³>А³ + В³ /25/

На всем множестве троек пифагоровых чисел ( а все натуральные числа образуют тройки пифагоровых чисел) при показателе степени n=3 не может быть ни одного решения уравнения /1/:

Аⁿ+ Вⁿ = Сⁿ

Следовательно, на всем множестве натуральных чисел невозможно куб разложить на два куба.

Умножив уравнение /23/ на С², получим:

С²∙С² =А²·С² + В²∙С² /26/

Все члены этого уравнения представляют собой объемы параллелепипедов:

параллелепипед С²∙С² имеет в основании квадрат со стороной С и высоту С²;

параллелепипед А²∙С² имеет в основании квадрат со стороной А и высоту С²;

параллелепипед В²∙С² имеет в основании квадрат со стороной В и высоту С².

Следовательно, в соответствии с уравнением /26/ объем одного параллелепипеда разложился на сумму объемов двух параллелепипедов.

Поскольку, как показано выше, А<C и В<C, то из уравнения /26/ следует:

С⁴>А⁴ + В⁴ /27/

В общем случае уравнение /26/ можно записать следующим образом:

С²∙С^n-2=А²·С^n-2 + В²∙С^n-2 /28/

Сⁿ=А²·С^n-2 + В²∙С^n-2 /29/

Следовательно, в соответствии с уравнениями /28/ и /29/ объем одного параллелепипеда разложился на сумму объемов двух параллелепипедов. Поскольку, как показано выше, А<C и В<C, то из уравнения /29/ следует:

Сⁿ>Аⁿ + Вⁿ /30/

Таким образом, великая теорема Ферма не имеет решения в целых положительных числах при четных показателях степени.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов доклада