胖地主:费马大定理n=3的证明过程 |
送交者: 侠行天涯 2013年01月15日11:00:02 于 [灵机一动] 发送悄悄话 |
费马大定理原命题如下:不定方程a^n + b^n = c^n (n>2)无正整数解。
下面用反证法证明,假设存在一组正整数(a,b,c)是满足方程x^3 + y^3 = z^3 的最小正整数解
则a^3 + b^3 = c^3 (1)
显然: (a,b) = 1 (2)
否则设(a,b) = d
则d︱a, d︱b
所以d︱a^3 + b^3
则d︱c
所以(a/d,b/d,c/d )也满足方程,这与(a,b,c)是满足方程a^3 + b^3 = c^3 的最小正整数解矛盾
所以(a,b) = 1
同理(a,c) = 1, (3)
(b,c) = 1 (4)
由a^3 + b^3 = c^3
得 a^3 = c^3 - b^3 = (c - b)((c - b)^2 + 3bc) (5)
((c - b),bc) = 1 (6)
所以((c - b),((c - b)^2 + 3bc)) = 1 (7)
由(6) 式 知 (c - b)︱a^3
设((c - b),a)= p 且c-b = pp1 (8)
则p^3︱a^3,pp1︱a^3
又p1不能整除a
所以 p1 = p^2 (9)
所以c - b = p^3 (10)
同理c - a = q^3 (11)
a + b = r^3 (12)
(其中p,q,r 均为正整数)
解(10)(11)(12)式得:
a=(r^3 + p^3 - q^3)/2 (13)
b=(r^3 + q^3 - p^3)/2 (14)
c =(r^3 + q^3 + p^3)/2 (15)
由(8) 式知p︱a,q︱b,r︱c
又由(2),(3),(4)式知(p,q)=1 (16)
(p,r) =1 (17)
(q,r) =1 (18)
把(13),(14),(15) 式代入(1) 式中,得:
[(r^3+p^3-q^3)/2]^3+[(r^3+q^3-p^3)/2]^3=[(r^3+q^3+p^3)/2]^3 (19)
即: 2r^3(3p^6+3q^6+r^6-6p^3q^3)
=p^9+q^9+r^9+3p^3q^6+3p^6q^3+3p^3r^6
+3q^3r^6+3p^6r^3+3q^6r^3+6p^3q^3r^3 (20)
化简得:
p^9+q^9-r^9+3p^3q^6+3p^6q^3+3p^3r^6+3q^3r^6-3p^6r^3-3q^6r^3-6p^3q^3r^3
=-27p^3q^3r^3 (21)
即: (p^3+q^3-r^3)^3=-24p^3q^3r^3 (22)
方程两边同时开3次方,得:
p^3+q^3-r^3=-2*3^(1/3)pqr (23)
由于p,q,r 均为正整数。p^3+q^3-r^3,pqr 也是正整数。
(23)式与事实矛盾。
说明假设不成立。
即: x^3 + y^3 = z^3无正整数解
n=3时命题得证。 |
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