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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。

 

本文用初等方法证明n=3的情形。证明过程如下:

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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  胖地主,能否解释一下(8)下面的“又p1不能整除a”  /无内容 - 粱远声 01/16/13 (18189)
      我试图举个反例:(c-b) = 4,a = 6。 - 粱远声 01/16/13 (18310)
        胖地主满脸通红,低下胖大头说,我错了...  /无内容 - 胖地主 01/17/13 (6315)
    您辛苦了! - 胖地主 01/16/13 (16874)
      这儿只有你一个是地主,前面不必加形容词“胖”。  /无内容 - 零加一中 01/16/13 (16987)
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