从勾股定理到费马大定理

来源 :语数外学习·初中版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:divide2058
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  如果有人问起上个世纪数学界最重要的成果是什么,相信很多人都会说是费马大定理.这个悬置了长达350多年,比哥德巴赫猜想更著名的难题,在1995年被英国数学家安德鲁·怀尔斯(Andrew Wiles,1953年-)彻底解决.同年,怀尔斯因此荣膺数学界著名的沃尔夫奖.
  学过平面几何的人都知道,设a、b为直角三角形的两条直角边的边长,则斜边长c跟a、b满足关系式c2 =a2+b2. 中国人称它为“商高定理”.根据我国古代的数学书籍《周髀算经》里记载,古代数学家商高谈到过这个关系式.但人们更普遍地称其为勾股定理,因为在《周髀算经》中记载着“勾三股四弦五”.在西方,上述关系式被称为毕达哥拉斯定理.这是因为西方的数学及科学来源于古希腊,古希腊流传下来最古老的著作之一便是欧几里得的《几何原本》,而其中许多定理再往前追溯,自然就落在毕达哥拉斯的头上了.毕达哥拉斯也被西方推崇为“数论的始祖”.
  如果把勾股定理c2=a2+b2中的a、b、c视为未知数,则它就变成了一个不定方程(即未知数的个数多于方程个数的方程).方程c2=a2+b2也是最早被人们给出比较完整解答的不定方程,因为每一组勾股数即是这个方程的一组正整数解,而勾股数的规律和构造方法古人早已发现.
  法国人皮埃尔·德·费马(Pierre de Fermat,1601年-1665年)虽然学的是法律专业,从事的也是律师的职业,但他对数学却有着浓厚的兴趣.他在业余时间常阅读各类数学书籍,并从事一些数学研究,钻研一些数学问题. 费马在阅读古希腊数学家丢番图的《算术》一书时,看到了关于方程x2+y2=z2一般解的论述,他顿时心有所感,于是就在书的空白处,用笔写下这样的心得:“反过来说,不可能把一个立方数分拆为两个立方数的和,一个四方数分拆为两个四方数之和.更一般地,任何大于二的方数不能分拆为两个同样方数之和.我已发现了一个绝妙的证明,但因为空白太小,写不下整个证明. ”这便是费马得出的一个结论,用数学语言来表达就是:当n≥3时,方程xn + yn = zn 没有正整数解.
  这个方程的形式与勾股定理很相似,仿佛是勾股定理的一种延伸,只是字母的指数由2变为了n. 在费马的结论中,当n=2时,就是勾股定理的情形,这时方程有无数组正整数解,每组勾股数都是它的解.
  虽然只是指数由2变为了n(n≥3),但問题的难度却陡然升高了许多.人们费尽了心血,包括当时最杰出的数学家和数不清的业余数学爱好者,用了很长时间一直找不到费马大定理的证明方法.后来,人们已经不相信费马真的找到了这个结论的证明,推测他可能如成千上万的后来人一样,自以为证明出来而实际上搞错了.然而,费马确实创造了一种独特的方法,证明了n=4的情况.而n=3的情况则是由大名鼎鼎的数学家欧拉在1753年给出的.因此,在19世纪初,实际上只有n=3、n=4这两种情况得到了证明.而n=5的情况则是在经历了半个多世纪后,一直到 1823年才首次被完全证明.费马大定理对当时的数学家是一个极大的挑战.当时的学术界为了表示对它的重视,1816年,法国科学院首次为费马大定理设立了大奖.许多大数学家,如高斯和柯西,都曾热衷于解决这个问题.然而,他们并没有获得实质性的突破.
  在早期尝试解决费马大定理的英雄豪杰里,还有一位巾帼英雄,她就是德国的苏菲·日尔曼.小时候的日尔曼是一个害羞、胆怯的女孩,靠自学、阅读来研究数学.由于当时女性在数学界受到歧视,她就用一个男性化的名字同一些大数学家通信,其中包括高斯和勒让德.她的才能让这些一流的数学家也大为惊讶.
  随着数学各分支的不断发展,各种数学工具涌现出来,数学家们手中的武器越来越多.进入20世纪,许多代数学家们仍在前仆后继地努力证明费马大定理.1983年,德国数学家法尔廷斯证明了一条重要的猜想——莫代尔猜想.他的证明用到了多位数学家的成果.这个重要的猜想表明,如果xn + yn = zn有一些互质的正整数解,那么解的个数最多也只有有限多个.另一位英国数学家希斯·布朗则证明了,对于几乎所有的质数,费马大定理都成立.1985年,德国数学家符莱又把费马大定理的研究向前推进了一步.
  英国数学家怀尔斯正是沿着前面许多数学家开辟的道路,在经过漫长的7年探索后,终于在1993年6月取得了突破,并最终在1995年完全证明了费马大定理,为这个世界难题彻底画上了句号.
其他文献
一个寒冷的夜晚,国王把纳斯雷丁叫到他的身边说:“要是你能只穿一件衬衣在院子里度过这一夜,我就送给你一百枚金币!”  納斯雷丁在院子里看到一个石磨,便开始推着石磨转,越转越快。当黎明来临时,他汗流浃背。  国王起床后,看到纳斯雷丁精神抖擞,就吃了一惊。国王不愿意失去一百枚金币,就问:“昨晚有月亮吗?”  “有。”  “那我们的交易无效,”国王说。“要是有月亮,天就很暖和。在那种情况下,就是我也能在外
期刊
《从百草园到三味书屋》是鲁迅先生的一篇回忆性散文,其景物描写精彩传神、生动细腻,充满了童趣美,能给读者带来美的享受。下面,笔者就谈谈《从百草园到三味书屋》中的写景方法,希望同学们能学习文中的写景方法,并尝试在写作中运用。  一、分类合理,景物出场有条不紊 这篇散文条理清晰,语言生动流畅,清新活泼。作者以时空为线索,通过对百草园和三味书屋美好生活的回忆,表现了儿童热爱自然,天真活泼、无忧无虑的心理,
期刊
下面你将看到一些最常见的英语习语,当你对某件事感到憤怒、沮丧或恼火时,可以使用这些习语。
期刊
表达技巧即艺术手法,主要包括:表达方式,如叙述、描写、说明、抒情、议论等;表现手法,如托物言志、借景抒情、直抒胸臆、卒章显志等;修辞手法,如比喻、拟人、夸张、对偶、排比、反复等。作者写作要运用表达技巧反映或揭示文章的主旨,为文章的中心服务。古人在创作古诗词时会使用各种表达技巧,以更好地表情达意。下面,笔者就谈谈古诗词中常见的表达技巧。  一、修辞手法  1.比喻  比喻就是打比方,用某些有类似点的
期刊
列方程解应用题是用数学知识解决实际问题的一个重要内容.一元一次方程可以解决生活中的很多实际问题,如商品销售问题、工程问题、方案选择问题等.在解题时,同学们首先要抓住应用题中的等量关系,列出一元一次方程,然后求解,再通过验证一元一次方程解的合理性,达到解题的目的.  一、解答商品销售问题  解答商品销售类问题,首先要弄清一些概念,如商品的进价:商店购进商品的价格;商品的售价:商店售出商品时的实际价格
期刊
折疊问题是考试中的常见题型,主要考查同学们的逻辑推理能力、空间想象能力,以及灵活运用所学知识解题的能力.一般在折叠问题中,图形经过折叠后往往会出现直角三角形,此时,同学们若能灵活运用勾股定理,则可使问题迎刃而解.  一、利用勾股定理解三角形折叠问题
期刊
一元一次不等式組是初中数学的重要内容之一.确定不等式组解集的方法一般有口诀法、数轴法以及图象法等.同学们在解题时,可以灵活选择解题方法,提高解题的效率.下面结合例题予以说明.  一、一元一次不等式组的解题步骤  一元一次不等式组是由含有同一未知数的几个一元一次不等式组合在一起的.首先,同学们要正确理解其含义:不等式组里的不等式的个数并没有明确规定,只要不是一个,两个、三个、四个都可以;在同一不等式
期刊
从近年来各地中考试题中的名著题的考查情况看,名著阅读题的命题形式多样,同学们想要得到理想的分数并不容易。下面,笔者就说说中考名著阅读题的常见题型及其解法,希望能给大家带来帮助。  一、常识填空题  常识填空题主要考查考生对文学常识的记忆和掌握情况。这类考题直接以填空题的形式出现,要求考生针对作者简介、作品名称、主要人物和情节等名著“要素”进行填空。  例题:(2018年中考四川乐山卷)学好语文,就
期刊
状语从句,即在主从复合句中用作状语的从句,由when,ie though等从属连词引导,主要修饰动词、形容词或副词,但从属连词只起连接作用,不充当句子成分。下面,笔者就初中英语中的状语从句的用法进行了剖析,以期對同学们有所帮助。
期刊
数学知识来源于生活,又服务于生活.在实际生活中,有很多问题都可以用数学知识来解决.二元一次方程组作为一种简单的数学方程模型,在我们的日常生活中的应用非常广泛.利用二元一次方程组解决生活中的实际问题,可以提高同学们对数学知识的应用意识和能力.  一、用二元一次方程组解答年龄问题  年龄问题往往是和差问题、倍数问题的综合应用.解决此类问题首先要明确两个人年龄的增长数相等,不管时间发生怎样的变化,每人的
期刊