Последняя теорема Ферма
![]() | в этой статье Использование внешних ссылок может не соответствовать политике и рекомендациям Википедии . ( июнь 2021 г. ) |
![]() Издание Диофанта 1670 года «Арифметики» включает комментарий Ферма, называемый его «Последней теоремой» ( Observatio Domini Petri de Fermat ), опубликованный посмертно его сыном. | |
Поле | Теория чисел |
---|---|
Заявление | Для любого целого числа n > 2 уравнение a н + б н = с н не имеет целочисленных положительных решений. |
Впервые заявил | Пьер де Ферма |
Впервые заявлено в | в. 1637 г. |
Первое доказательство | Эндрю Уайлс |
Первое доказательство в | Выпущен в 1994 г. Опубликовано в 1995 г. |
Подразумевается | |
Обобщения |
В чисел теории Великая теорема Ферма (иногда называемая гипотезой Ферма , особенно в старых текстах) утверждает, что никакие три положительных целых числа a , b и c не удовлетворяют уравнению a н + б н = с н для любого целого значения n больше 2 . Случаи n = 1 и n = 2 известны с древности как имеющие бесконечное множество решений. [ 1 ]
Это предложение было впервые сформулировано в виде теоремы Пьером Ферма около 1637 года на полях экземпляра «Арифметики» . Ферма добавил, что у него есть доказательство, которое слишком велико и не помещается на полях. Хотя другие утверждения, заявленные Ферма без доказательств, были впоследствии доказаны другими и признаны теоремами Ферма (например, теорема Ферма о суммах двух квадратов ), Великая теорема Ферма сопротивлялась доказательству, что приводило к сомнению в том, что у Ферма когда-либо было правильное доказательство. Следовательно, это предложение стало известно как гипотеза, а не как теорема. После 358 лет усилий математиков первое успешное доказательство было опубликовано в 1994 году Эндрю Уайлсом Уайлса и официально опубликовано в 1995 году. Оно было описано как «ошеломляющий прогресс» в номинации на премию Абеля в 2016 году. [ 2 ] Это также доказало большую часть гипотезы Таниямы-Шимуры, впоследствии известной как теорема модульности , и открыло совершенно новые подходы к многочисленным другим проблемам и математически мощные методы снятия модульности .
Нерешенность проблемы стимулировала развитие алгебраической теории чисел в XIX и XX веках. Это одна из самых известных теорем в истории математики , и до ее доказательства она была занесена в Книгу рекордов Гиннеса как «самая сложная математическая задача», отчасти потому, что у этой теоремы наибольшее количество неудачных доказательств. [ 3 ]
Обзор
[ редактировать ]Пифагорейское происхождение
[ редактировать ]Уравнение Пифагора , x 2 + и 2 = г 2 , имеет бесконечное количество положительных целых решений для x , y и z ; эти решения известны как тройки Пифагора (самый простой пример — 3, 4, 5). Около 1637 года Ферма написал на полях книги, что более общее уравнение а н + б н = с н не имел решений в натуральных числах, если n — целое число, большее 2. Хотя он утверждал, что у него есть общее доказательство своей гипотезы, Ферма не оставил никаких подробностей своего доказательства, и никаких доказательств им так и не было найдено. Его заявление было обнаружено примерно 30 лет спустя, после его смерти. Это утверждение, которое стало известно как Великая теорема Ферма , оставалось неразрешенным в течение следующих трех с половиной столетий. [ 4 ]
Это утверждение в конечном итоге стало одной из самых заметных нерешенных проблем математики. Попытки доказать это вызвали существенное развитие теории чисел , и со временем Великая теорема Ферма приобрела известность как нерешенная проблема математики .
Последующие разработки и решения
[ редактировать ]Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( август 2020 г. ) |
Особый случай n = 4 , доказанный самим Ферма, достаточен, чтобы установить, что если теорема неверна для некоторого показателя n, который не является простым числом , она также должна быть ложной и для некоторого меньшего n только простые значения n , поэтому нужны . дальнейшее расследование. [ примечание 1 ] В течение следующих двух столетий (1637–1839) гипотеза была доказана только для простых чисел 3, 5 и 7, хотя Софи Жермен ввела новаторский подход и доказала подход, применимый к целому классу простых чисел. В середине 19 века Эрнст Куммер расширил эту теорему и доказал теорему для всех правильных простых чисел , оставив неправильные простые числа для индивидуального анализа. Опираясь на работу Куммера и используя сложные компьютерные исследования, другие математики смогли расширить доказательство, чтобы охватить все простые показатели до четырех миллионов. [ 5 ] но доказательство для всех показателей было недоступно (это означает, что математики обычно считали доказательство невозможным, чрезвычайно трудным или недостижимым с учетом текущих знаний). [ 6 ]
Кроме того, примерно в 1955 году японские математики Горо Шимура и Ютака Танияма заподозрили, что может существовать связь между эллиптическими кривыми и модульными формами , двумя совершенно разными областями математики. Известная в то время как гипотеза Таниямы-Шимуры (в конечном итоге как теорема модульности), она существовала сама по себе, без видимой связи с Великой теоремой Ферма. Она широко рассматривалась как значимая и важная сама по себе, но (как и теорема Ферма) считалась совершенно недоступной для доказательства. [ 7 ]
В 1984 году Герхард Фрей заметил очевидную связь между этими двумя ранее не связанными и нерешенными проблемами. Схема, предполагающая, что это можно доказать, была дана Фреем. Полное доказательство тесной связи этих двух проблем было выполнено в 1986 году Кеном Рибетом , основываясь на частичном доказательстве Жана-Пьера Серра , который доказал все, кроме одной части, известной как «гипотеза об эпсилоне» (см.: Теорему Рибе и кривую Фрея). ). [ 2 ] Эти статьи Фрея, Серра и Рибета показали, что, если бы гипотеза Таниямы-Шимуры могла быть доказана хотя бы для полустабильного класса эллиптических кривых, доказательство Великой теоремы Ферма также последовало бы автоматически. Связь описана ниже : любое решение, которое может противоречить Великой теореме Ферма, также может быть использовано для противоречия гипотезе Таниямы-Шимуры. Таким образом, если окажется, что теорема о модулярности верна, то по определению не может существовать никакого решения, противоречащего Великой теореме Ферма, что, следовательно, также должно быть верным.
Хотя обе проблемы были устрашающими и в то время считались «совершенно недоступными» для доказательства, [ 2 ] это было первое предложение пути, с помощью которого Великую теорему Ферма можно было бы расширить и доказать для всех чисел, а не только для некоторых чисел. В отличие от Великой теоремы Ферма, гипотеза Таниямы-Шимуры была основной активной областью исследований и считалась более доступной для современной математики. [ 8 ] Однако по общему мнению это просто показало непрактичность доказательства гипотезы Таниямы-Шимуры. [ 9 ] Реакция, процитированная математиком Джоном Коутсом , была распространенной: [ 9 ]
Я сам очень скептически относился к тому, что красивая связь между Великой теоремой Ферма и гипотезой Таниямы-Шимуры действительно к чему-либо приведет, потому что, должен признаться, я не думал, что гипотеза Таниямы-Шимуры доступна для доказательства. Какой бы красивой ни была эта проблема, казалось невозможным ее реально доказать. Должен признаться, я думал, что, вероятно, не увижу доказательства этого при своей жизни.
Услышав, что Рибет доказал правильность связи Фрея, английский математик Эндрю Уайлс , который с детства увлекался Великой теоремой Ферма и имел опыт работы с эллиптическими кривыми и связанными с ними полями, решил попытаться доказать гипотезу Таниямы-Шимуры как способ доказать Великую теорему Ферма. В 1993 году, после шести лет тайной работы над этой проблемой, Уайлсу удалось доказать достаточно гипотезы, чтобы доказать Великую теорему Ферма. Статья Уайлса была огромной по размеру и объему. Ошибка была обнаружена в одной части его оригинальной статьи во время рецензирования , и для ее устранения потребовался еще год и сотрудничество с бывшим студентом Ричардом Тейлором . В результате окончательное доказательство в 1995 году сопровождалось совместной статьей меньшего размера, показывающей, что фиксированные шаги верны. О достижениях Уайлса широко сообщалось в популярной прессе, а также популяризировали в книгах и телевизионных программах. Остальные части гипотезы Таниямы-Шимуры-Вейля, ныне доказанные и известные как теорема модульности, впоследствии были доказаны другими математиками, опиравшимися на работы Уайлса в период с 1996 по 2001 год. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] За свои доказательства Уайлс был удостоен чести и множества наград, в том числе премии Абеля 2016 года . [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
Эквивалентные утверждения теоремы
[ редактировать ]Существует несколько альтернативных способов сформулировать Великую теорему Ферма, которые математически эквивалентны исходной постановке задачи.
Для их формулировки мы используем следующие обозначения: пусть N — множество натуральных чисел 1, 2, 3, ..., пусть Z — множество целых чисел 0, ±1, ±2, ... и пусть Q будет множеством рациональных чисел a / b , где a и b находятся в Z с b ≠ 0 . В дальнейшем мы будем называть решение задачи x н + и н = г н где один или несколько из x , y или z равны нулю, это тривиальное решение . Решение, в котором все три ненулевые, будем называть нетривиальным решением.
Для сравнения начнем с исходной формулировки.
- Оригинальное заявление . При n , x , y , z ∈ N (это означает, что n , x , y , z — положительные целые числа) и n > 2 , уравнение x н + и н = г н не имеет решений.
В наиболее популярных трактовках этого вопроса об этом говорится именно так. Это также обычно указывается над Z : [ 16 ]
- Эквивалентное утверждение 1: x н + и н = г н , где целое число ≥ 3, не имеет нетривиальных решений x , y , z ∈ Z. n
Эквивалентность очевидна, если n четно. Если n нечетно и все три из x , y , z отрицательны, то мы можем заменить , y , z на - x , - y , - z, чтобы получить решение в N. x Если два из них отрицательны, это должны быть x и z или y и z . Если x , z отрицательны, а y положителен, то мы можем переставить, чтобы получить (− z ) н + и н знак равно (- х ) н в результате чего получается решение в N ; другой случай рассматривается аналогично. Теперь, если хотя бы один из них отрицательный, это должен быть x или y . Если x отрицателен, а y и z положительны, то его можно переставить, чтобы получить (− x ) н + я н = и н снова приводя к решению в N ; если y отрицательно, результат следует симметрично. Таким образом, во всех случаях нетривиальное решение в Z также будет означать, что решение существует в N , исходной формулировке проблемы.
- Эквивалентное утверждение 2: x н + и н = г н , где целое число ≥ 3 , не имеет нетривиальных решений x , y , z ∈ Q. n
Это связано с тем, что показатели x , y ), поэтому , и z равны ( n если существует решение в Q , то его можно умножить на соответствующий общий знаменатель, чтобы получить решение в Z и, следовательно, в N. .
- Эквивалентное утверждение 3: x н + и н = 1 , где целое число ≥ 3 , не имеет нетривиальных решений x , y ∈ Q. n
Нетривиальное решение a , b , c ∈ Z для x н + и н = г н дает нетривиальное решение a / c , b / c ∈ Q для v н + ш н = 1 . И наоборот, решение a / b , c / d ∈ Q для v н + ш н = 1 дает нетривиальное решение ad , cb , bd для x н + и н = г н .
Эта последняя формулировка особенно плодотворна, поскольку она сводит проблему от проблемы о трехмерных поверхностях к проблеме о кривых в двух измерениях. Более того, он позволяет работать над полем Q , а не над кольцом Z ; поля демонстрируют большую структуру, чем кольца , что позволяет провести более глубокий анализ их элементов.
- Эквивалентное утверждение 4 – связь с эллиптическими кривыми: если a , b , c – нетривиальное решение a п + б п = с п , p нечетное простое число, тогда y 2 = х ( х - а п )( х + б п ) ( кривая Фрея ) будет эллиптической кривой без модулярной формы. [ 17 ]
Исследование этой эллиптической кривой с помощью теоремы Рибета показывает, что она не имеет модулярной формы . Однако доказательство Эндрю Уайлса доказывает, что любое уравнение вида y 2 = х ( х - а н )( х + б н ) имеет модульную форму. Любое нетривиальное решение x п + и п = г п (где p — нечетное простое число), следовательно, создаст противоречие , которое, в свою очередь, доказывает, что нетривиальных решений не существует. [ 18 ]
Другими словами, любое решение, которое может противоречить Великой теореме Ферма, также может быть использовано для противоречия теореме о модулярности. Таким образом, если бы теорема о модулярности оказалась верной, из этого следовало бы, что никакого противоречия с Великой теоремой Ферма также не могло бы существовать. Как описано выше, открытие этого эквивалентного утверждения имело решающее значение для окончательного решения Великой теоремы Ферма, поскольку оно предоставило средства, с помощью которых ее можно было «атаковать» для всех чисел одновременно.
Математическая история
[ редактировать ]Пифагор и Диофант
[ редактировать ]Пифагоровы тройки
[ редактировать ]В древности было известно, что треугольник, стороны которого имеют соотношение 3:4:5, будет иметь в качестве одного из углов прямой угол. Это использовалось в строительстве, а затем и в ранней геометрии. Также было известно, что это один из примеров общего правила, согласно которому любой треугольник, в котором длины двух сторон возведены в квадрат, а затем сложены (3 2 + 4 2 = 9 + 16 = 25) , равно квадрату длины третьей стороны (5 2 = 25) , также будет прямоугольным треугольником. Сейчас это известно как теорема Пифагора , а тройка чисел, удовлетворяющая этому условию, называется тройкой Пифагора; оба названы в честь древнегреческого Пифагора . Примеры включают (3, 4, 5) и (5, 12, 13). Таких троек бесконечно много, [ 19 ] и методы создания таких троек изучались во многих культурах, начиная с вавилонян [ 20 ] а позднее древнегреческие , китайские и индийские математики. [ 1 ] Математически определение тройки Пифагора — это набор из трех целых чисел ( a , b , c ), которые удовлетворяют уравнению [ 21 ] а 2 + б 2 = с 2 .
Диофантовы уравнения
[ редактировать ]Уравнение Ферма, x н + и н = г н с целочисленными положительными решениями, является примером диофантова уравнения , [ 22 ] III века названы в честь александрийского математика Диофанта , который изучал их и разработал методы решения некоторых видов диофантовых уравнений. Типичная диофантова задача — найти два целых числа x и y, такие, что их сумма и сумма их квадратов равняются двум заданным числам A и B соответственно:
Главный труд Диофанта — «Арифметика» , от которой сохранилась лишь часть. [ 23 ] Гипотеза Ферма о его Великой теореме возникла во время чтения нового издания « Арифметики» . [ 24 ] который был переведен на латынь и опубликован в 1621 году Клодом Баше . [ 25 ] [ 26 ]
Диофантовы уравнения изучаются уже тысячи лет. Например, решения квадратного диофантова уравнения x 2 + и 2 = г 2 даны пифагорейскими тройками , первоначально решенными вавилонянами ( ок. 1800 г. до н.э. ). [ 27 ] Решения линейных диофантовых уравнений, таких как 26 x + 65 y = 13 , можно найти с помощью алгоритма Евклида (около 5 века до н.э.). [ 28 ] Многие диофантовы уравнения имеют форму, аналогичную уравнению Великой теоремы Ферма с точки зрения алгебры, поскольку в них нет перекрестных членов, смешивающих две буквы, но при этом они не имеют общих свойств. Например, известно, что существует бесконечно много натуральных чисел x , y и z таких, что x н + и н = г м , где n и m — относительно простые натуральные числа. [ примечание 2 ]
Гипотеза Ферма
[ редактировать ]
Задача II.8 арифметики спрашивает , как данное квадратное число разбивается на два других квадрата; другими словами, для данного рационального числа k найдите рациональные числа u и v такие, что k 2 = ты 2 + v 2 . Диофант показывает, как решить эту задачу суммы квадратов для k = 4 (решениями являются u = 16/5 и v = 12/5 ). [ 29 ]
Около 1637 года Ферма написал свою Великую теорему на полях своего экземпляра «Арифметики» рядом с задачей Диофанта о сумме квадратов : [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
Теперь правильно разделить куб на два куба или квадрат на два квадрата, и вообще нет никакой силы бесконечности за пределами квадрата на два одноименных, чудесную демонстрацию чего я действительно обнаружил. Малость маржи его не устроила. |
После смерти Ферма в 1665 году его сын Клеман-Самуэль Ферма выпустил новое издание книги (1670 г.), дополненное комментариями отца. [ 35 ] Хотя в то время эта заметка на полях на самом деле не была теоремой (то есть математическим утверждением, для которого существует доказательство ), со временем она стала известна как Великая теорема Ферма . [ 30 ] поскольку это была последняя из заявленных теорем Ферма, оставшаяся недоказанной. [ 36 ] [ 37 ]
Неизвестно, действительно ли Ферма нашел действительное доказательство для всех показателей n , но это кажется маловероятным. Сохранилось только одно связанное с ним доказательство, а именно для случая n = 4 , как описано в разделе § Доказательства для конкретных показателей .
В то время как Ферма ставил случаи n = 4 и n = 3 как вызов своим математическим корреспондентам, таким как Марин Мерсенн , Блез Паскаль и Джон Уоллис , [ 38 ] он никогда не излагал общий случай. [ 39 ] Более того, за последние тридцать лет своей жизни Ферма больше никогда не писал о своем «поистине чудесном доказательстве» общего случая и никогда не публиковал его. Ван дер Портен [ 40 ] предполагает, что, хотя отсутствие доказательства незначительно, отсутствие возражений означает, что Ферма осознал, что у него нет доказательства; он цитирует Вейля [ 41 ] как говорится, Ферма, должно быть, на короткое время обманул себя непоправимой идеей. Методы, которые Ферма мог использовать в таком «чудесном доказательстве», неизвестны.
Доказательство Уайлса и Тейлора основано на методах 20-го века. [ 42 ] Доказательство Ферма должно было бы быть элементарным по сравнению с ним, учитывая математические знания того времени.
Хотя Харви Фридмана подразумевает великая гипотеза , что любую доказуемую теорему (включая последнюю теорему Ферма) можно доказать, используя только « арифметику элементарных функций », такое доказательство должно быть «элементарным» только в техническом смысле и может включать миллионы шагов. таким образом, оно слишком длинное, чтобы служить доказательством Ферма.
Доказательства для конкретных показателей
[ редактировать ]
Экспонента = 4
[ редактировать ]Сохранилось только одно соответствующее доказательство Ферма , в котором он использует технику бесконечного спуска , чтобы показать, что площадь прямоугольного треугольника с целыми сторонами никогда не может равняться квадрату целого числа. [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] Его доказательство эквивалентно демонстрации того, что уравнение
не имеет примитивных решений в целых числах (нет попарно взаимно простых решений). В свою очередь, это доказывает Великую теорему Ферма для случая n = 4 , поскольку уравнение a 4 + б 4 = с 4 можно записать как c 4 − б 4 = ( а 2 ) 2 .
Альтернативные доказательства случая n = 4 были разработаны позже. [ 46 ] Френикль де Бесси (1676 г.), [ 47 ] Леонард Эйлер (1738 г.), [ 48 ] Кауслер (1802 г.), [ 49 ] Питер Барлоу (1811 г.), [ 50 ] Адриен-Мари Лежандр (1830), [ 51 ] Шопис (1825 г.), [ 52 ] Олри Теркем (1846 г.), [ 53 ] Жозеф Бертран (1851 г.), [ 54 ] Виктор Лебег (1853, 1859, 1862), [ 55 ] Теофиль Пепен (1883), [ 56 ] Тафельмахер (1893 г.), [ 57 ] Дэвид Гильберт (1897), [ 58 ] Бендз (1901), [ 59 ] Гамбиоли (1901), [ 60 ] Леопольд Кронекер (1901), [ 61 ] Банг (1905), [ 62 ] Лето (1907), [ 63 ] Боттари (1908), [ 64 ] Карел Рыхлик (1910), [ 65 ] Нуцхорн (1912), [ 66 ] Роберт Кармайкл (1913), [ 67 ] Хэнкок (1931), [ 68 ] Георге Вранчану (1966), [ 69 ] Грант и Перелла (1999), [ 70 ] Барбара (2007), [ 71 ] и Долан (2011). [ 72 ]
Другие представители
[ редактировать ]После того, как Ферма доказал частный случай n = 4 , общее доказательство для всех n потребовало только того, чтобы теорема была доказана для всех нечетных простых показателей. [ 73 ] Другими словами, нужно было доказать лишь то, что уравнение a н + б н = с н не имеет целых положительных решений ( a , b , c ), когда n — нечетное простое число . Это следует из того, что решение ( a , b , c ) для данного n эквивалентно решению для всех факторов n . Для иллюстрации позвольте n разложить на d и e , n = de . Общее уравнение
- а н + б н = с н
подразумевает, что ( а д , б д , с д ) является решением показателя e
- ( а д ) и + ( б д ) и = ( с д ) и .
Таким образом, чтобы доказать, что уравнение Ферма не имеет решений при n > 2 , достаточно доказать, что оно не имеет решений хотя бы для одного простого множителя каждого n . Каждое целое число n > 2 делится на 4 или на нечетное простое число (или на то и другое). Следовательно, Великую теорему Ферма можно было бы доказать для всех n, если бы ее можно было доказать для n = 4 и для всех нечетных простых чисел p .
В течение двух столетий после выдвижения гипотезы (1637–1839 гг.) Великая теорема Ферма была доказана для трех нечетных простых показателей p = 3, 5 и 7. Случай p = 3 был впервые сформулирован Абу-Махмудом Ходжанди (10 век), но его попытка доказать теорему была неверной. [ 74 ] [ 75 ] В 1770 году Леонард Эйлер дал доказательство p = 3: [ 76 ] но его доказательство бесконечным спуском [ 77 ] содержался серьезный пробел. [ 78 ] [ 79 ] [ 80 ] Однако, поскольку сам Эйлер доказал лемму, необходимую для завершения доказательства, в другой работе, ему обычно приписывают первое доказательство. [ 45 ] [ 81 ] [ 82 ] Были опубликованы независимые доказательства. [ 83 ] Кауслера (1802 г.), [ 49 ] Лежандр (1823, 1830), [ 51 ] [ 84 ] Кальцолари (1855 г.), [ 85 ] Габриэль Ламе (1865), [ 86 ] Питер Гатри Тейт (1872), [ 87 ] Зигмунд Гюнтер (1878), [ 88 ] Гамбиоли (1901), [ 60 ] Крей (1909), [ 89 ] Экспресс (1910), [ 65 ] Штокхаус (1910), [ 90 ] Кармайкл (1915), [ 91 ] Йоханнес ван дер Корпут (1915), [ 92 ] Аксель Туэ (1917), [ 93 ] и Дуарте (1944). [ 94 ]
Случай p = 5 доказан. [ 95 ] независимо Лежандра и Питера Густава Лежена Дирихле около 1825 года. [ 96 ] [ 97 ] [ 45 ] [ 98 ] Были разработаны альтернативные доказательства [ 99 ] Карл Фридрих Гаусс (1875, посмертно), [ 100 ] Лебег (1843 г.), [ 101 ] Ламе (1847 г.), [ 102 ] Гамбиоли (1901), [ 60 ] [ 103 ] Веребрусов (1905), [ 104 ] [ нужна полная цитата ] Экспресс (1910), [ 105 ] [ сомнительно – обсудить ] [ нужна полная цитата ] ван дер Корпут (1915), [ 92 ] и Гай Терджанян (1987). [ 106 ]
Случай p = 7 доказан. [ 107 ] [ 108 ] [ 45 ] [ 98 ] Ламе в 1839 году. [ 109 ] Его довольно сложное доказательство было упрощено в 1840 году Лебегом: [ 110 ] и еще более простые доказательства [ 111 ] были опубликованы Анджело Дженокки в 1864, 1874 и 1876 годах. [ 112 ] Альтернативные доказательства были разработаны Теофилем Пепеном (1876 г.). [ 113 ] и Эдмон Майе (1897). [ 114 ]
Великая теорема Ферма была также доказана для показателей n = 6, 10 и 14. Доказательства для n = 6 были опубликованы Кауслером: [ 49 ] чт, [ 115 ] производитель столов, [ 116 ] Линд, [ 117 ] парикмахер, [ 118 ] Быстрый, [ 119 ] и Бреуш. [ 120 ] Аналогично, Дирихле [ 121 ] и Терджанян [ 122 ] каждый доказал случай n = 14, а Капферер [ 118 ] и Бреуш [ 120 ] каждый доказал случай n = 10. Строго говоря, эти доказательства излишни, так как эти случаи следуют из доказательств для n = 3, 5 и 7 соответственно. Тем не менее, рассуждения этих доказательств с четной экспонентой отличаются от их аналогов с нечетной экспонентой. Доказательство Дирихле для n = 14 было опубликовано в 1832 году, до доказательства Ламе 1839 года для n = 7 . [ 123 ]
Ферма Во всех доказательствах для конкретных показателей использовалась техника бесконечного спуска . [ нужна ссылка ] либо в исходном виде, либо в виде спуска по эллиптическим кривым или абелевым многообразиям. Однако детали и вспомогательные аргументы часто были ad hoc и привязаны к отдельному рассматриваемому показателю. [ 124 ] они становились все более сложными Поскольку по мере увеличения p , казалось маловероятным, что общий случай Великой теоремы Ферма можно будет доказать, опираясь на доказательства для отдельных показателей. [ 124 ] Хотя некоторые общие результаты по Великой теореме Ферма были опубликованы в начале 19 века Нильсом Хенриком Абелем и Питером Барлоу , [ 125 ] [ 126 ] первая значительная работа над общей теоремой была сделана Софи Жермен . [ 127 ]
Ранние современные прорывы
[ редактировать ]Софи Жермен
[ редактировать ]В начале 19 века Софи Жермен разработала несколько новых подходов к доказательству Великой теоремы Ферма для всех показателей. [ 128 ] Во-первых, она определила набор вспомогательных простых чисел θ, построенный из простого показателя p по уравнению θ = 2 hp + 1 , где h — любое целое число, не делящееся на три. Она показала, что если никакие целые числа, возведенные в p-ю степень, не были соседними по модулю θ ( условие непоследовательности ), то θ должно делить произведение xyz . Ее цель состояла в том, чтобы с помощью математической индукции доказать, что для любого заданного p бесконечное количество вспомогательных простых чисел θ удовлетворяют условию непоследовательности и, таким образом, разделяют xyz ; поскольку произведение xyz может иметь не более конечного числа простых множителей, такое доказательство установило бы Великую теорему Ферма. Хотя она разработала множество методов установления условия непоследовательности, ей не удалось достичь своей стратегической цели. Она также работала над установлением нижних пределов размера решений уравнения Ферма для данного показателя степени p , модифицированная версия которого была опубликована Адриеном-Мари Лежандром . В качестве побочного продукта этой последней работы она доказала теорему Софи Жермен , которая подтвердила первый случай Великой теоремы Ферма (а именно, случай, когда p не делит xyz ) для каждого нечетного простого показателя меньше 270, [ 128 ] [ 129 ] и для всех простых чисел p таких, что хотя бы одно из 2 p + 1 , 4 p + 1 , 8 p + 1 , 10 p + 1 , 14 p + 1 и 16 p + 1 является простым (в частности, простые числа p такие, что 2 p + 1 — простое число, называются простыми числами Софи Жермен ). Жермен безуспешно пытался доказать первый случай Великой теоремы Ферма для всех четных показателей, в частности для n = 2 p , который был доказан Ги Терджаняном в 1977 году. [ 130 ] В 1985 году Леонард Адлеман , Роджер Хит-Браун и Этьен Фуври доказали, что первый случай Великой теоремы Ферма справедлив для бесконечного числа нечетных простых чисел p . [ 131 ]
Эрнст Куммер и теория идеалов
[ редактировать ]В 1847 году Габриэль Ламе изложил доказательство Великой теоремы Ферма, основанное на факторизации уравнения x. п + и п = г п в комплексных числах , в частности в круговом поле, основанном на корнях числа 1 . Однако его доказательство не удалось, поскольку оно ошибочно предполагало, что такие комплексные числа можно однозначно разложить на простые числа, подобно целым числам. На этот пробел сразу указал Джозеф Лиувилл , который позже прочитал статью Эрнста Куммера , демонстрирующую эту неудачу уникальной факторизации .
Куммер поставил перед собой задачу определить, можно ли обобщить круговое поле , включив в него новые простые числа, чтобы восстановить уникальную факторизацию. Он преуспел в этой задаче, разработав идеальные числа .
(Часто утверждается, что Куммер к своим «идеальным комплексным числам» пришел из-за интереса к Великой теореме Ферма; часто рассказывают даже историю о том, что Куммер, как и Ламе , верил, что доказал Великую теорему Ферма, пока Лежен Дирихле не рассказал ему свою аргумент основывался на уникальной факторизации, но эта история была впервые рассказана Куртом Хензелем в 1910 году, и факты указывают на то, что она, вероятно, возникла из-за путаницы, допущенной одним из источников Гарольда ; Эдвардс сказал, что мнение о том, что Куммера больше всего интересовала Великая теорема Ферма, «определенно ошибочно». [ 132 ] См. историю идеальных чисел .)
Используя общий подход, изложенный Ламе, Куммер доказал оба случая Великой теоремы Ферма для всех правильных простых чисел . Однако он не смог доказать теорему для исключительных простых чисел (неправильных простых чисел), которые предположительно встречаются примерно в 39% случаев ; единственные неправильные простые числа ниже 270 — это 37, 59, 67, 101, 103, 131, 149, 157, 233, 257 и 263.
Гипотеза Морделла
[ редактировать ]В 1920-х годах Луи Морделл выдвинул гипотезу, которая подразумевала, что уравнение Ферма имеет не более конечного числа нетривиальных примитивных целочисленных решений, если показатель степени n больше двух. [ 133 ] [ 134 ] Эту гипотезу доказал в 1983 году Герд Фалтингс . [ 135 ] и теперь известна как теорема Фалтингса .
Вычислительные исследования
[ редактировать ]Во второй половине 20-го века вычислительные методы были использованы для расширения подхода Куммера к нерегулярным простым числам. В 1954 году Гарри Вандивер использовал компьютер SWAC, чтобы доказать Великую теорему Ферма для всех простых чисел до 2521. [ 136 ] К 1978 году Сэмюэл Вагстафф распространил это правило на все простые числа меньше 125 000. [ 137 ] К 1993 году Великая теорема Ферма была доказана для всех простых чисел меньше четырех миллионов. [ 5 ]
Однако, несмотря на эти усилия и их результаты, не существовало доказательства Великой теоремы Ферма. Доказательства отдельных показателей степени по своей природе никогда не могли доказать общий случай: даже если бы все показатели степени были проверены до чрезвычайно большого числа X, все еще мог существовать более высокий показатель степени, превышающий X, для которого это утверждение не было верным. (Это имело место с некоторыми другими прошлыми гипотезами, такими как число Скьюза , и это нельзя было исключить в этой гипотезе.)
Связь с эллиптическими кривыми
[ редактировать ]Стратегия, которая в конечном итоге привела к успешному доказательству Великой теоремы Ферма, возникла из «поразительного» [ 138 ] : 211 Гипотеза Таниямы-Шимуры-Вейля , выдвинутая примерно в 1955 году, которую многие математики считали почти невозможно доказать: [ 138 ] : 223 и был связан в 1980-х годах Герхардом Фреем , Жан-Пьером Серром и Кеном Рибетом с уравнением Ферма. Выполнив частичное доказательство этой гипотезы в 1994 году, Эндрю Уайлс в конечном итоге преуспел в доказательстве Великой теоремы Ферма, а также проложил путь к полному доказательству того, что сейчас известно как теорема модульности .
Гипотеза Таниямы – Шимуры – Вейля
[ редактировать ]Примерно в 1955 году японские математики Горо Симура и Ютака Танияма заметили возможную связь между двумя, казалось бы, совершенно разными ветвями математики — эллиптическими кривыми и модульными формами . Полученная в результате теорема о модулярности (в то время известная как гипотеза Таниямы-Шимуры) утверждает, что каждая эллиптическая кривая является модулярной , а это означает, что ей может быть сопоставлена уникальная модульная форма .
Первоначально эту связь отклонили как маловероятную или весьма спекулятивную, но к ней отнеслись более серьезно, когда теоретик чисел Андре Вейль нашел доказательства, подтверждающие ее, хотя и не доказывающие ее; в результате эту гипотезу часто называли гипотезой Таниямы – Шимуры – Вейля. [ 138 ] : 211–215
Даже после того, как эта гипотеза привлекла серьезное внимание, современные математики считали ее чрезвычайно сложной или, возможно, недоступной для доказательства. [ 138 ] : 203–205, 223, 226 Например, научный руководитель Уайлса Джон Коутс утверждает, что «фактически доказать это казалось невозможным». [ 138 ] : 226 и Кен Рибет считал себя «одним из подавляющего большинства людей, которые считали, что [это] совершенно недоступно», добавляя, что «Эндрю Уайлс, вероятно, был одним из немногих людей на земле, у которых хватило смелости мечтать о том, что вы действительно можете пойти и доказать [это]." [ 138 ] : 223
Теорема Рибе для кривых Фрея
[ редактировать ]В 1984 году Герхард Фрей заметил связь между уравнением Ферма и теоремой о модулярности, которая тогда еще была гипотезой. Если бы уравнение Ферма имело какое-либо решение ( a , b , c ) для показателя p > 2 , то можно было бы показать, что полустабильная эллиптическая кривая (теперь известная как кривая Фрея-Хеллегуарка) [ примечание 3 ] )
- и 2 = х ( х - а п )( х + б п )
имел бы такие необычные свойства, что вряд ли был бы модульным. [ 139 ] Это противоречило бы теореме о модулярности, которая утверждала, что все эллиптические кривые являются модулярными. Таким образом, Фрей заметил, что доказательство гипотезы Таниямы-Шимуры-Вейля может одновременно доказать Великую теорему Ферма. [ 140 ] [ 141 ] Напротив . , опровержение или опровержение Великой теоремы Ферма опровергло бы гипотезу Таниямы-Шимуры-Вейля
Говоря простым языком, Фрей показал, что, если эта интуиция относительно его уравнения верна, то любой набор из четырех чисел ( a , b , c , n ), способный опровергнуть Великую теорему Ферма, также может быть использован для опровержения теории Таниямы-Шимуры. – Гипотеза Вейля. Следовательно, если бы последнее было правдой, первое нельзя было бы опровергнуть, и оно также должно было бы быть истинным.
Следуя этой стратегии, доказательство Великой теоремы Ферма потребовало двух шагов. Во-первых, необходимо было доказать теорему о модулярности или хотя бы доказать ее для тех типов эллиптических кривых, которые включали уравнение Фрея (известных как полустабильные эллиптические кривые ). Современные математики считали, что это невозможно доказать. [ 138 ] : 203–205, 223, 226 Во-вторых, необходимо было показать, что интуиция Фрея верна: если бы эллиптическая кривая была построена таким образом, используя набор чисел, которые были решением уравнения Ферма, результирующая эллиптическая кривая не могла бы быть модулярной. Фрей показал, что это правдоподобно , но не дал полного доказательства. Недостающая часть (так называемая « гипотеза об эпсилоне », теперь известная как теорема Рибе ) была обнаружена Жаном-Пьером Серром , который также дал почти полное доказательство, а связь, предложенная Фреем, была окончательно доказана в 1986 году Кеном Рибетом . [ 142 ]
После работы Фрея, Серра и Рибета дело обстояло следующим образом:
- Великую теорему Ферма необходимо было доказать для всех показателей степени n, которые были простыми числами.
- Теорема о модулярности, если она будет доказана для полустабильных эллиптических кривых, будет означать, что все полустабильные эллиптические кривые должны быть модулярными.
- Теорема Рибе показала, что любое решение уравнения Ферма для простого числа можно использовать для создания полустабильной эллиптической кривой, которая не может быть модулярной;
- Оба этих утверждения могли быть верными только в том случае, если бы не существовало решений уравнения Ферма (поскольку тогда такая кривая не могла бы быть создана), о чем и говорила Великая теорема Ферма. Поскольку теорема Рибе уже была доказана, это означало, что доказательство теоремы модульности автоматически доказывало бы истинность и Последней теоремы Ферма.
Общее доказательство Уайлса
[ редактировать ]
Доказательство Рибетом гипотезы об эпсилоне в 1986 году достигло первой из двух целей, предложенных Фреем. Услышав об успехе Рибета, Эндрю Уайлс , английский математик, с детства увлеченный Великой теоремой Ферма и работавший над эллиптическими кривыми, решил посвятить себя выполнению второй половины: доказательству частного случая теоремы модульности (тогда известной как гипотеза Таниямы–Шимуры) для полустабильных эллиптических кривых. [ 143 ] [ 144 ]
Уайлс работал над этой задачей в течение шести лет в почти полной секретности, скрывая свои усилия, публикуя предыдущую работу небольшими частями в виде отдельных статей и доверяя только своей жене. [ 138 ] : 229–230 Его первоначальное исследование предполагало доказательство по индукции . [ 138 ] : 230–232, 249–252 и он основал свою первоначальную работу и первый значительный прорыв на теории Галуа. [ 138 ] : 251–253, 259 прежде чем переключиться на попытку расширить горизонтальную теорию Ивасавы для индуктивного аргумента примерно в 1990–91 годах, когда казалось, что не существует подхода, адекватного проблеме. [ 138 ] : 258–259 Однако к середине 1991 года теория Ивасавы, похоже, также не достигла центральных вопросов проблемы. [ 138 ] : 259–260 [ 145 ] [ 146 ] В ответ он обратился к коллегам за любыми намеками на передовые исследования и новые методы и обнаружил систему Эйлера , недавно разработанную Виктором Колывагиным и Матиасом Флахом, которая, казалось, была «сделана специально» для индуктивной части его доказательства. [ 138 ] : 260–261 Уайлс изучил и расширил этот подход, и он сработал. Поскольку его работа во многом опиралась на этот подход, который был новым для математики и для Уайлса, в январе 1993 года он попросил своего коллегу из Принстона Ника Каца помочь ему проверить его рассуждения на наличие тонких ошибок. Тогда они пришли к выводу, что методы, которые использовал Уайлс, похоже, работали правильно. [ 138 ] : 261–265 [ 147 ] [ 148 ]
К середине мая 1993 года Уайлс был готов сказать жене, что, по его мнению, он решил доказательство Великой теоремы Ферма: [ 138 ] : 265 и к июню он почувствовал себя достаточно уверенно, чтобы представить свои результаты в трех лекциях, прочитанных 21–23 июня 1993 года в Институте математических наук Исаака Ньютона . [ 149 ] [ 150 ] В частности, Уайлс представил свое доказательство гипотезы Таниямы – Шимуры для полустабильных эллиптических кривых; вместе с доказательством Рибе гипотезы об эпсилоне это подразумевало Великую теорему Ферма. стало очевидно Однако в ходе рецензирования , что критический момент в доказательстве был неверным. Он содержал ошибку в оценке порядка конкретной группы . Ошибка была обнаружена несколькими математиками, рецензировавшими рукопись Уайлса, включая Каца (в его роли рецензента), [ 151 ] который предупредил Уайлса 23 августа 1993 года. [ 152 ]
Эта ошибка не сделала бы его работу бесполезной: каждая часть работы Уайлса была очень значимой и новаторской сама по себе, как и многие разработки и методы, которые он создал в ходе своей работы, и была затронута только одна часть. [ 138 ] : 289, 296–297 Однако без доказательства этой части не было реального доказательства Великой теоремы Ферма. Уайлс потратил почти год, пытаясь восстановить свое доказательство, сначала самостоятельно, а затем в сотрудничестве со своим бывшим студентом Ричардом Тейлором , но безуспешно. [ 153 ] [ 154 ] [ 155 ] К концу 1993 года распространились слухи о том, что при тщательном рассмотрении доказательство Уайлса провалилось, но насколько серьезно было неизвестно. Математики начали оказывать давление на Уайлса, чтобы тот раскрыл свою работу, независимо от того, была она полной или нет, чтобы более широкое сообщество могло исследовать и использовать все, что ему удалось сделать. Но вместо того, чтобы быть решенной, проблема, которая первоначально казалась незначительной, теперь казалась очень значительной, гораздо более серьезной и менее простой в разрешении. [ 156 ]
Уайлс заявляет, что утром 19 сентября 1994 года он был на грани того, чтобы сдаться, и был почти смирился с признанием своей неудачи и публикацией своей работы, чтобы другие могли опираться на нее и исправить ошибку. Он добавляет, что у него был последний взгляд, чтобы попытаться понять фундаментальные причины, по которым его подход не мог работать, когда он внезапно осознал: конкретная причина, по которой подход Колывагина-Флаха не будет работать напрямую, также означает, что его первоначальные попытки использовать теорию Ивасавы могли бы сработать, если бы он усилил ее, используя свой опыт, полученный в результате применения подхода Колывагина-Флаха. Исправление одного подхода с помощью инструментов другого подхода решило бы проблему для всех случаев, которые еще не были доказаны в его рецензируемой статье. [ 153 ] [ 157 ] Позже он описал, что теория Ивасавы и подход Колывагина-Флаха по отдельности неадекватны, но вместе они могут стать достаточно мощными, чтобы преодолеть это последнее препятствие. [ 153 ]
Я сидел за столом и изучал метод Колывагина-Флаха. Не то чтобы я верил, что смогу заставить это работать, но я думал, что, по крайней мере, смогу объяснить, почему это не работает. Внезапно ко мне пришло это невероятное откровение. Я понял, что метод Колывагина-Флаха не работает, но это было все, что мне нужно, чтобы заставить работать мою первоначальную теорию Ивасавы, выдвинутую тремя годами ранее. Таким образом, из пепла Колывагина-Флаха, казалось, возник истинный ответ на проблему. Это было так неописуемо красиво; это было так просто и так элегантно. Я не мог понять, как я это пропустил, и просто смотрел на него в недоумении двадцать минут. Затем в течение дня я ходил по отделу и продолжал возвращаться к своему столу, проверяя, на месте ли он еще. Оно все еще было там. Я не мог сдержаться, я был так взволнован. Это был самый важный момент в моей трудовой жизни. Ничто из того, что я когда-либо сделаю снова, не будет значить так много.
- Эндрю Уайлс, цитирует Саймона Сингха. [ 158 ]
24 октября 1994 года Уайлс представил две рукописи: «Модулярные эллиптические кривые и Великая теорема Ферма». [ 159 ] [ 160 ] и «Теоретико-кольцевые свойства некоторых алгебр Гекке», [ 161 ] второй из них был написан в соавторстве с Тейлором и доказал, что были соблюдены определенные условия, необходимые для оправдания исправленного шага в основной статье. Обе статьи были проверены и опубликованы целиком в майском выпуске журнала Annals of Mathematics за 1995 год . Метод доказательства отождествления деформационного кольца с алгеброй Гекке (теперь называемый теоремой R = T ) для доказательства теорем о подъеме модулярности стал влиятельным развитием теории алгебраических чисел .
В этих статьях была установлена теорема модулярности для полустабильных эллиптических кривых, что стало последним шагом в доказательстве Великой теоремы Ферма, спустя 358 лет после того, как она была выдвинута.
Последующие события
[ редактировать ]Полная гипотеза Таниямы-Шимуры-Вейля была окончательно доказана Даймондом (1996): [ 10 ] Конрад и др. (1999), [ 11 ] и Брейль и др. (2001) [ 12 ] который, опираясь на работу Уайлса, постепенно сокращал оставшиеся дела, пока не был доказан полный результат. Теперь полностью доказанная гипотеза стала известна как теорема модульности .
Несколько других теорем теории чисел, подобных Великой теореме Ферма, также следуют из тех же рассуждений с использованием теоремы модульности. Например: ни один куб не может быть записан как сумма двух взаимно простых n- х степеней, n ≥ 3 . (Случай n = 3 был уже известен Эйлеру .)
Связь с другими проблемами и обобщениями
[ редактировать ]Великая теорема Ферма рассматривает решения уравнения Ферма : н + б н = с н с целыми положительными числами a , b и c и целым числом n, большим 2. Существует несколько обобщений уравнения Ферма на более общие уравнения, которые позволяют показателю n быть отрицательным целым числом или рациональным или учитывать три разных показателя.
Обобщенное уравнение Ферма
[ редактировать ]Обобщенное уравнение Ферма обобщает формулировку последней теоремы Ферма, рассматривая положительные целочисленные решения a , b , c , m , n , k, удовлетворяющие [ 162 ]
( 1 ) |
В частности, показатели m , n , k не обязательно должны быть равны, тогда как последняя теорема Ферма рассматривает случай m = n = k .
Гипотеза Била , также известная как гипотеза Молдина. [ 163 ] и гипотеза Тейдемана-Загира, [ 164 ] [ 165 ] [ 166 ] утверждает, что не существует решений обобщенного уравнения Ферма в натуральных целых числах a , b , c , m , n , k, где a , b и c попарно взаимно просты, а все m , n , k больше 2. [ 167 ]
Гипотеза Ферма-Каталана обобщает последнюю теорему Ферма на идеи гипотезы Каталана . [ 168 ] [ 169 ] Гипотеза утверждает, что обобщенное уравнение Ферма имеет лишь конечное число решений ( a , b , c , m , n , k ) с различными тройками значений ( a м , б н , с к ), где a , b , c — положительные взаимно простые целые числа, а m , n , k — положительные целые числа, удовлетворяющие
( 2 ) |
Утверждение касается конечности множества решений, поскольку известно 10 решений . [ 162 ]
Обратное уравнение Ферма
[ редактировать ]Когда мы позволяем показателю n быть обратной величине целого числа, т.е. n = 1/ m для некоторого целого числа m , мы имеем обратное уравнение Ферма a 1/ м + б 1/ м = с 1/ м . Все решения этого уравнения были вычислены Хендриком Ленстрой в 1992 году. [ 170 ] В случае, когда корни m- й степени должны быть действительными и положительными, все решения имеют вид [ 171 ]
для натуральных чисел r , s , t, где s и t взаимно простые.
Рациональные показатели
[ редактировать ]Для диофантова уравнения a н / м + б н / м = с н / м с n, не равным 1, Беннетт, Гласс и Секели доказали в 2004 году для n > 2 , что если n и m взаимно просты, то существуют целочисленные решения тогда и только тогда, когда 6 делит m и a 1/ м , б 1/ м , и с 1/ м Это разные комплексные корни шестой степени одного и того же действительного числа. [ 172 ]
Отрицательные целые показатели
[ редактировать ]п = −1
[ редактировать ]Все примитивные целочисленные решения (т. е. те, у которых нет простого множителя, общего для всех a , b и c ) оптического уравнения {{{1}}} можно записать как [ 173 ]
для положительных взаимно простых целых чисел m , k .
п = −2
[ редактировать ]Случай n = −2 также имеет бесконечное количество решений, и они имеют геометрическую интерпретацию в виде прямоугольных треугольников с целыми сторонами и целой высотой до гипотенузы . [ 174 ] [ 175 ] решения Все примитивные −2 + б −2 = д −2 даны
для взаимно простых целых чисел u , v с v > u . Геометрическая интерпретация состоит в том, что a и b — целые катеты прямоугольного треугольника, а d — целая высота до гипотенузы. Тогда сама гипотенуза есть целое число
Итак, ( a , b , c ) является пифагоровой тройкой .
п < -2
[ редактировать ]не существует. Целочисленных решений для задачи н + б н = с н для целых чисел n < −2 . Если бы они были, уравнение можно было бы умножить на | п | б | п | с | п | чтобы получить ( до н.э. ) | п | + ( и ) | п | = ( аб ) | п | , что невозможно по Великой теореме Ферма.
гипотеза abc
[ редактировать ]Гипотеза abc грубо утверждает, что если три положительных целых числа a , b и c (отсюда и название) взаимно просты и удовлетворяют условиям a + b = c , то радикал d из abc обычно ненамного меньше, чем c . В частности, гипотеза abc в ее наиболее стандартной формулировке подразумевает последнюю теорему Ферма для n . достаточно больших [ 176 ] [ 177 ] [ 178 ] Модифицированная гипотеза Шпиро эквивалентна гипотезе abc и, следовательно, имеет то же следствие. [ 179 ] [ 178 ] Эффективная версия гипотезы abc или эффективная версия модифицированной гипотезы Шпиро сразу подразумевает Великую теорему Ферма. [ 178 ]
Призы и неверные доказательства
[ редактировать ]В 1816 и 1850 годах Французская академия наук объявила премию за общее доказательство Великой теоремы Ферма. [ 180 ] [ 181 ] В 1857 году академия наградила Куммера 3000 франков и золотую медаль за исследования идеальных чисел, хотя он не подал заявку на премию. [ 180 ] Еще одна премия была предложена в 1883 году Брюссельской академией. [ 182 ]
В 1908 году немецкий промышленник и математик-любитель Пауль Вольфскель завещал 100 000 золотых марок — крупную сумму по тем временам — Геттингенской академии наук в качестве награды за полное доказательство Великой теоремы Ферма. [ 183 ] [ 184 ] 27 июня 1908 года академия опубликовала девять правил вручения премии. Среди прочего, эти правила требовали, чтобы доказательство было опубликовано в рецензируемом журнале; премия будет присуждена только через два года после публикации; и что после 13 сентября 2007 года, примерно через столетие после начала конкурса, премии вручаться не будут. [ 185 ] 27 июня 1997 года Уайлс получил приз Вольфскеля, который на тот момент составлял 50 000 долларов. [ 186 ] правительства Норвегии В марте 2016 года Уайлс был награжден премией Абеля в размере 600 000 евро за «потрясающее доказательство Великой теоремы Ферма посредством гипотезы о модулярности полустабильных эллиптических кривых, открывающее новую эру в теории чисел». [ 187 ]
До доказательства Уайлса в комитет Вольфскеля были представлены тысячи неверных доказательств, что составило примерно 10 футов (3,0 метра) корреспонденции. [ 188 ] Только за первый год (1907–1908) была представлена 621 попытка доказательства, хотя к 1970-м годам скорость подачи снизилась примерно до 3–4 попыток доказательства в месяц. По некоторым утверждениям, Эдмунд Ландау имел тенденцию использовать для таких доказательств специальную заранее напечатанную форму, в которой место первой ошибки оставлялось пустым, чтобы его мог заполнить один из его аспирантов. [ 189 ] По словам рецензента Вольфскеля Ф. Шлихтинга, большинство доказательств основывалось на элементарных методах, преподаваемых в школах, и часто представлялось «людьми с техническим образованием, но неудавшейся карьерой». [ 190 ] По словам историка математики Говарда Ивса , «Великая теорема Ферма отличается тем, что является математической проблемой, для которой было опубликовано наибольшее количество неверных доказательств». [ 182 ]
В популярной культуре
[ редактировать ]Популярность теоремы за пределами науки привела к тому, что ее описывают как достижение «редчайшего математического признания: нишевую роль в поп-культуре ». [ 191 ]

Артура Порджеса В рассказе 1954 года « Дьявол и Саймон Флэгг » рассказывается о математике , который договаривается с Дьяволом о том, что последний не может предоставить доказательство Великой теоремы Ферма в течение двадцати четырех часов. [ 192 ]
В Симпсонов эпизоде « » « Волшебник вечнозеленой террасы » Гомер Симпсон пишет уравнение 3987. 12 + 4365 12 = 4472 12 на доске, что, по-видимому, является контрпримером к Великой теореме Ферма. Уравнение неверное, но оно кажется правильным, если ввести его в калькулятор с 10 значащими цифрами . [ 193 ]
В : Следующее поколение эпизоде « Королевский путь» сериала « Звёздный путь » капитан Пикард заявляет, что в 24 веке эта теорема до сих пор не доказана. Доказательство было опубликовано через 5 лет после выхода эпизода в эфир. [ 194 ]
См. также
[ редактировать ]- Гипотеза Эйлера о сумме степеней
- Доказательство невозможности
- Суммы степеней , список связанных с ними гипотез и теорем
- Стена–Солнце–Солнце премьер
Сноски
[ редактировать ]- ^ Если бы показатель степени n не был простым или 4, то можно было бы записать n либо как произведение двух меньших целых чисел ( n = PQ ), в котором P — простое число, большее 2, а затем н = а ПК = ( а вопрос ) П для каждого из a , b и c . То есть эквивалентное решение также должно существовать для степени простого P , меньшей n числа ; в противном случае, поскольку n будет степенью 2, большей, чем 4, и если записать n = 4 Q , будет справедлив тот же аргумент.
- ^ Например, (( j р + 1) с ) р + ( j ( j р + 1) с ) р = ( j р + 1) РС +1 .
- ^ Эта эллиптическая кривая была впервые предложена в 1960-х годах Ивом Хеллегуарком , но он не обратил внимания на ее немодульность. Более подробную информацию см. Хеллегуарх, Ив (2001). Приглашение на математику Ферма-Уайлса . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-339251-0 .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Сингх, стр. 18–20.
- ^ Jump up to: а б с «Абелевская премия 2016 – полная цитата» . Архивировано из оригинала 20 мая 2020 года . Проверено 16 марта 2016 г.
- ^ «Наука и технологии». Книга рекордов Гиннесса . Guinness Publishing Ltd., 1995. ISBN. 9780965238304 .
- ^ Найджел Бостон. «Доказательство Великой теоремы Ферма» (PDF) . п. 5.
- ^ Jump up to: а б Бюлер Дж., Крэнделл Р., Эрнвалл Р., Мецянкюля Т. (1993). «Неправильные простые числа и круговые инварианты до четырех миллионов» . Математика вычислений . 61 (203). Американское математическое общество: 151–153. Бибкод : 1993MaCom..61..151B . дои : 10.2307/2152942 . JSTOR 2152942 .
- ^ Сингх, с. 223
- ^ Сингх 1997, стр. 203–205, 223, 226.
- ^ Сингх, с. 144 цитирует реакцию Уайлса на эту новость: «Я был наэлектризован. В тот момент я знал, что ход моей жизни меняется, потому что это означало, что для доказательства Великой теоремы Ферма все, что мне нужно было сделать, это доказать гипотезу Таниямы-Шимуры. что моя детская мечта теперь стала достойным делом, над которым стоит работать».
- ^ Jump up to: а б Сингх, с. 144
- ^ Jump up to: а б Даймонд, Фред (июль 1996 г.). «О кольцах деформации и кольцах Гекке» . Анналы математики . 144 (1): 137–166. дои : 10.2307/2118586 . JSTOR 2118586 .
- ^ Jump up to: а б Конрад, Брайан; Даймонд, Фред; Тейлор, Ричард (1999). «Модульность некоторых потенциально представлений Барсотти-Тейт Галуа» . Журнал Американского математического общества . 12 (2): 521–567. дои : 10.1090/S0894-0347-99-00287-8 . ISSN 0894-0347 .
- ^ Jump up to: а б Брей, Кристоф; Конрад, Брайан; Даймонд, Фред; Тейлор, Ричард (15 мая 2001 г.). «О модулярности эллиптических кривых над Q : Дикие 3-адические упражнения» . Журнал Американского математического общества . 14 (4): 843–939. дои : 10.1090/S0894-0347-01-00370-8 . ISSN 0894-0347 .
- ^ Кастельвекки, Давиде (15 марта 2016 г.). «Последняя теорема Ферма принесла Эндрю Уайлсу премию Абеля» . Природа . 531 (7594): 287. Бибкод : 2016Natur.531..287C . дои : 10.1038/nature.2016.19552 . ПМИД 26983518 . S2CID 4383161 .
- ↑ Британский математик сэр Эндрю Уайлс получает математическую премию Абеля – The Washington Post.
- ^ Решена 300-летняя математическая задача, профессор выиграл 700 тысяч долларов - CNN.com.
- ^ Вайсштейн, Эрик В. «Великая теорема Ферма» . MathWorld — веб-ресурс Wolfram . Проверено 7 мая 2021 г.
- ^ Уайлс, Эндрю (1995). «Модулярные эллиптические кривые и Великая теорема Ферма» (PDF) . Анналы математики . 141 (3): 448. дои : 10.2307/2118559 . JSTOR 2118559 . ОСЛК 37032255 . Архивировано из оригинала (PDF) 10 мая 2011 года . Проверено 11 августа 2003 г.
Предложение Фрея в обозначениях следующей теоремы заключалось в том, чтобы показать, что (гипотетическая) эллиптическая кривая y 2 = х ( х + и п )( x – v п ) не может быть модульным.
- ^ Рибет, Кен (1990). «О модулярных представлениях Gal( Q / Q ), возникающих из модулярных форм» (PDF) . Математические изобретения . 100 (2): 432. Бибкод : 1990InMat.100..431R . дои : 10.1007/BF01231195 . hdl : 10338.dmlcz/147454 . МР 1047143 . S2CID 120614740 .
- ^ Стиллвелл Дж (2003). Элементы теории чисел . Нью-Йорк: Springer-Verlag. стр. 110–112. ISBN 0-387-95587-9 . Проверено 17 марта 2016 г.
- ^ Аксель 1996 , стр. 13–15
- ^ Старк 1978 , стр. 151–155.
- ^ Старк 1978 , стр. 145–146.
- ^ Сингх, стр. 50–51.
- ^ Старк 1978 , с. 145
- ^ Аксель 1996 , стр. 44–45
- ^ Сингх, стр. 56–58.
- ^ Аксель 1996 , стр. 14–15
- ^ Старк 1978 , стр. 44–47.
- ^ Фриберг 2007 , стр. 333–334
- ^ Jump up to: а б Диксон 1919 , с. 731
- ^ Сингх, стр. 60–62.
- ^ Аксель 1996 , с. 9
- ^ Т. Хит, Диофант Александрийский, второе издание, Cambridge University Press, 1910, переиздано Дувром, штат Нью-Йорк, 1964, стр. 144–145.
- ^ Манин и Панчишкин 2007 , с. 341
- ^ Сингх, стр. 62–66.
- ^ Сингх, с. 67
- ^ Аксель 1996 , с. 10
- ^ Рибенбойм, стр. 13, 24.
- ^ ван дер Поортен, Примечания и замечания 1.2, стр. 5
- ^ ван дер Портен, локомотив. цит.
- ^ Андре Вейль (1984). Теория чисел: подход через историю. От Хаммурапи до Лежандра . Базель, Швейцария: Биркхойзер. п. 104.
- ^ Документальный фильм BBC . [ мертвая ссылка на YouTube ]
- ^ Фриман Л. (12 мая 2005 г.). «Одно доказательство Ферма» . Проверено 23 мая 2009 г.
- ^ Диксон 1919 , стр. 615–616.
- ^ Jump up to: а б с д Аксель 1996 , с. 44
- ^ Рибенбойм, стр. 15–24.
- ^ Френикль де Бесси, Трактат о прямоугольных треугольниках в числах , том. I, 1676, Париж. Перепечатано в Mém. акад. Рой. наук. , 5 , 1666–1699 (1729)
- ^ Эйлер Л. (1738). «Демонстрация некоторых арифметических теорем». Новые комментарии Петрополитической академии наук . 10 : 125–146. . Переиздание Opera omnia , сер. I, «Комментарии к арифметике», т. 1, стр. 38–58, Лейпциг: Тойбнер (1915).
- ^ Jump up to: а б с Кауслер К.Ф. (1802). «Новая демонстрация теоремы о том, что ни сумма, ни разность двух кубов не могут быть кубом». Новые известия Императорской Петрополитанской Академии Наук . 13 : 245–253.
- ^ Барлоу П. (1811 г.). Элементарное исследование теории чисел . Двор церкви Святого Павла, Лондон: Дж. Джонсон. стр. 144–145.
- ^ Jump up to: а б Лежандр AM (1830). Теория чисел (Том II) (3-е изд.). Париж: Фирмен Дидо Фрер. Перепечатано в 1955 г. А. Бланшаром (Париж).
- ^ Шопис (1825). Некоторые предложения из неопределенного анализа . Резиновые контейнеры: программа.
- ^ Теркем О (1846 г.). «Теоремы о степенях чисел». Новые летописи математики . 5 :70–87.
- ^ Бертран Дж (1851). Элементарный трактат по алгебре . Париж: Хашетт. стр. 217–230, 395.
- ^ Лебег В.А. (1853). «Решение биквадратных уравнений z 2 = х 4 ± 2 м и 4 , С 2 = 2 м х 4 − и 4 , 2 м С 2 = х 4 ± и 4 ". Журнал чистой и прикладной математики . 18 : 73–86.
Лебег В.А. (1859). Упражнения по численному анализу . Париж: Лейбер и Фараге. стр. 83–84, 89.
Лебег В.А. (1862). Введение в теорию чисел . Париж: Малле-Башелье. стр. 71–73. - ^ Пепин Т. (1883). «Исследование неопределенного уравнения ax 4 + по 4 = чешский 2 ". Труды Национальной академии наук Линчеи. Класс физических, математических и естественных наук. Rendiconti Lincei. Серия IX. Математика и приложения . 36 : 34–70.
- ^ А. Тафельмахер (1893). «Об уравнении х 4 + и 4 = г 4 " . Anales de la Universidad de Чили . 84 : 307–320.
- ^ Гильберт Д. (1897). «Теория полей алгебраических чисел». Годовой отчет Немецкой ассоциации математиков . 4 : 175-546. Перепечатано в 1965 г. в Сборнике статей, т. 1, с. Я по Нью-Йорку: Челси.
- ^ Бендз Т.Р. (1901). Над диофантовым уравнением x н + и н = г н (Диссертация). Уппсала: Альмквист и Викселлс Боктрикен.
- ^ Jump up to: а б с Гамбиоли Д (1901). «Библиографические мемуары о последней теореме Ферма». Математический периодический журнал . 16 : 145–192.
- ^ Кронекер Л. (1901). Лекции по теории чисел, том. Я. Лейпциг: Тойбнер. стр. 35–38. Перепечатано New York: Springer-Verlag в 1978 году.
- ^ Банг А. (1905). «Новое доказательство того, что уравнение x 4 − и 4 = г 4 , не может иметь обоснованных решений». Новый журнал математики . 16B : 31–35. JSTOR 24528323 .
- ^ Саммер Дж (1907). Лекции по теории чисел . Лейпциг: Тойбнер.
- ^ Боттари А (1908). «Целочисленные решения уравнения Пифагора и применение к доказательству некоторых теорем теории чисел». Математический периодический журнал . 23 : 104–110.
- ^ Jump up to: а б Рычлик К. (1910). «О последней теореме Ферма для n = 4 и n = 3 (на чешском языке)». Журнал по развитию математики и физики . 39 : 65–86.
- ^ Нуцхорн Ф (1912). «Неопределённое уравнение x 4 + и 4 = г 4 ". Новый журнал математики . 23B : 33–38.
- ^ Кармайкл Р.Д. (1913). «О невозможности некоторых диофантовых уравнений и систем уравнений». Американский математический ежемесячник . 20 (7). Математическая ассоциация Америки: 213–221. дои : 10.2307/2974106 . JSTOR 2974106 .
- ^ Хэнкок Х (1931). Основы теории алгебраических чисел, том. Я. Нью-Йорк: Макмиллан.
- ^ Георге Вранчану (1966). «О теореме Ферма для n = 4 ». Математический вестник Серия А. 71 : 334–335. Перепечатано в 1977 году в Opera matematica , vol. 4, с. 202–205, Бухарест: Издательство Академии Социалистической Республики Румыния.
- ^ Грант, Майк, и Перелла, Малкольм, «Спускаясь к иррациональному», Mathematical Gazette 83, июль 1999 г., стр. 263–267.
- ^ Барбара, Рой, «Последняя теорема Ферма в случае n = 4 », Mathematical Gazette 91, июль 2007 г., 260–262.
- ^ Ферма Долан, Стэн, «Метод спуска до бесконечности », Mathematical Gazette 95, июль 2011 г., 269–271.
- ^ Рибенбойм, стр. 1–2.
- ^ Диксон 1919 , с. 545
- ^ О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф. «Абу Махмуд Хамид ибн аль-Хидр Аль-Худжанди» . MacTutor Архив истории математики . Университет Сент-Эндрюс .
- ^ Эйлер Л. (1770) Полное руководство по алгебре , Рой. акад. наук, Санкт-Петербург.
- ^ Фриман Л. (22 мая 2005 г.). «Великая теорема Ферма: доказательство для n = 3» . Проверено 23 мая 2009 г.
- ^ Рибенбойм, стр. 24–25.
- ^ Морделл 1921 , стр. 6–8.
- ^ Эдвардс 1996 , стр. 39–40.
- ^ Эдвардс 1996 , стр. 40, 52–54.
- ^ Джей Джей Мачис (2007). «О гипотетическом доказательстве Эйлера». Математические заметки . 82 (3–4): 352–356. дои : 10.1134/S0001434607090088 . МР 2364600 . S2CID 121798358 .
- ^ Рибенбойм, стр. 33, 37–41.
- ^ Лежандр AM (1823). «Исследование некоторых объектов неопределенного анализа, в частности теоремы Ферма». Мемуары Королевской академии наук . 6 :1–60. Перепечатано в 1825 году как «Второе приложение» к печати 2-го издания « Очерка по теории чисел» , «Курсье» (Париж). Также переиздано в 1909 году в «Сфинкс-Эдип» , 4 , 97–128.
- ^ Кальцолари Л. (1855 г.). Попытка доказать теорему Ферма о неопределенном уравнении x н + и н = г н . Феррара.
- ^ Ламе Г. (1865 г.). «Изучение кубических биномов х 3 ± и 3 ". Еженедельные отчеты сессий Академии наук . 61 : 921–924, 961–965.
- ^ Тейт П.Г. (1872). «Математические заметки» . Труды Королевского общества Эдинбурга . 7 : 144. дои : 10.1017/s0370164600041857 .
- ^ Гюнтер, С. (1878). «О неопределенном уравнении x 3 + и 3 = а 3 » . Материалы заседаний Королевского чешского общества наук в Праге : 112–120.
- ^ Крей, Х. (1909). «Новое доказательство арифметической теоремы» . Математические и научные статьи . 6 (12): 179–180.
- ^ Штокхаус Х (1910). Вклад в доказательство теоремы Ферма . Лейпциг: Брандштеттер.
- ^ Кармайкл Р.Д. (1915). Диофантовый анализ . Нью-Йорк: Уайли.
- ^ Jump up to: а б ван дер Корпут Дж.Г. (1915). «Некоторые квадратичные формы и некоторые неопределенные уравнения». Новый Архив Вискунде . 11 :45–75.
- ^ Туэ, Аксель (1917). «Доказательство того, что уравнение A 3 + Б 3 = С 3 невозможно в целых числах от нуля различных чисел A , B и C » . Archiv for Mathematik og Naturvidenskab . 34 (15): 3–7. Перепечатано в Selected Mathematical Papers (1977), Осло: Universitetsforlaget, стр. 555–559.
- ^ Дуарте Ф.Дж. (1944). «Об уравнении х 3 + и 3 + я 3 = 0». Вестник Академии физико-математических и естественных наук (Каракас) . 8 : 971–979.
- ^ Фриман Л. (28 октября 2005 г.). «Великая теорема Ферма: доказательство для n = 5» . Проверено 23 мая 2009 г.
- ^ Рибенбойм, с. 49
- ^ Морделл 1921 , стр. 8–9.
- ^ Jump up to: а б Сингх, с. 106
- ^ Рибенбойм, стр. 55–57.
- ^ Гаусс К.Ф. (1875). «Новая теория разложения кубов». По теории комплексных чисел, труды, вып. II (2-е изд.). Королевский Ge.Sci. Геттинген. стр. 387–391. (Опубликовано посмертно)
- ^ Лебег В.А. (1843). «Новые теоремы о неопределенном уравнении x 5 + и 5 = это 5 ". Журнал чистой и прикладной математики . 8 : 49–70.
- ^ Ламе Г. (1847 г.). «Память о решении уравнения А в комплексных числах» 5 + Б 5 + С 5 = 0». Журнал чистой и прикладной математики . 12 : 137–171.
- ^ Гамбиоли Д. (1903–1904). «О последней теореме Ферма». Пифагор . 10 :11–13, 41–42.
- ^ Вербрюсов А.С. (1905). «По уравнению х 5 + и 5 = Это 5 (на русском языке) ». Моск. Матем. Саммл . 25 : 466–473.
- ^ Рычлик К. (1910). «О последней теореме Ферма для n = 5 (по-чешски) ». Первый журнал. Мэтт . 39 : 185–195, 305–317.
- ^ Терджанян Г. (1987). «Sur une Вопрос В.А. Лебега» . Анналы Института Фурье . 37 (3): 19–37. дои : 10.5802/aif.1096 .
- ^ Рибенбойм, стр. 57–63.
- ^ Морделл 1921 , с. 8
- ^ Ламе Г. (1839 г.). «Воспоминание о последней теореме Ферма». Еженедельные отчеты сессий Академии наук . 9 :45–46.
Ламе Г. (1840 г.). «Неопределенная аналитическая память, показывающая, что уравнение x 7 + и 7 = г 7 невозможно в целых числах». Журнал чистой и прикладной математики . 5 : 195–211. - ^ Лебег В.А. (1840). «Демонстрация невозможности решения уравнения x 7 + и 7 + я 7 = 0 в целых числах». Журнал чистой и прикладной математики . 5 : 276–279, 348–349.
- ^ Фриман Л. (18 января 2006 г.). «Великая теорема Ферма: доказательство для n = 7» . Проверено 23 мая 2009 г.
- ^ Генокки А (1864 г.). «Вокруг уравнений x 7 + и 7 + я 7 = 0" . Анналы чистой и прикладной математики . 6 : 287–288. doi : 10.1007/bf03198884 . S2CID 124916552 .
Генокки А (1874 г.). «О невозможности некоторых двойных равенств». Еженедельные отчеты сессий Академии наук . 78 : 433–436.
Генокки А (1876 г.). «Обобщение теоремы Ламе о невозможности уравнения x 7 + и 7 + я 7 = 0». Еженедельные отчеты сессий Академии наук . 82 : 910–913. - ^ Пепин Т. (1876). «Невозможность уравнения x 7 + и 7 + я 7 = 0». Еженедельные отчеты сессий Академии наук . 82 : 676–679, 743–747.
- ^ Маллет Э (1897). «О неопределенном уравнении ax л т + по л т = чешский л т « . Французская ассоциация содействия развитию наук, Сент-Этьен, Отчет 26-й сессии, вторая часть . 26 : 156–168.
- ^ Туэ А. (1896). «О разрешимости некоторых неопределенных уравнений». Det Kongelige Norske Videnskabers Selskabs Skrifter . 7 . Перепечатано в Selected Mathematical Papers , стр. 19–30, Осло: Universitetsforlaget (1977).
- ^ Столовщик ВЛА (1897 г.). «Уравнение х 3 + и 3 = г 2 : Новая демонстрация теоремы Ферма для случая шестых степеней». Anales de la Universidad de Чили . 97 : 63–80.
- ^ Линд Б. (1909). «Некоторые теоремы теории чисел». Архив математики и физики . 15 :368-369.
- ^ Jump up to: а б Капферер Х (1913). «Доказательство теоремы Ферма для показателей 6 и 10». Архив математики и физики . 21 : 143–146.
- ^ Свифт Э. (1914). «Решение задачи 206». Американский математический ежемесячник . 21 (7): 238–239. дои : 10.2307/2972379 . JSTOR 2972379 .
- ^ Jump up to: а б Бреуш Р. (1960). «Простое доказательство последней теоремы Ферма для n = 6, n = 10». Журнал «Математика» . 33 (5): 279–281. дои : 10.2307/3029800 . JSTOR 3029800 .
- ^ Дирихле ПГЛ (1832). «Доказательство теоремы Ферма для случая 14 и puissance». Журнал чистой и прикладной математики . 9 : 390–393. Перепечатано в Works , т. I, стр. 189–194, Берлин: Г. Реймер (1889); перепечатано в Нью-Йорке: Челси (1969).
- ^ Терджанян Г. (1974). «Уравнение х 14 + и 14 = г 14 в целых числах». Вестник математических наук . Серия 2. 98 : 91–95.
- ^ Эдвардс 1996 , стр. 73–74.
- ^ Jump up to: а б Эдвардс 1996 , с. 74
- ^ Диксон 1919 , с. 733
- ^ Рибенбойм П. (1979). 13 лекций по Великой теореме Ферма . Нью-Йорк: Springer Verlag. стр. 51–54. ISBN 978-0-387-90432-0 .
- ^ Сингх, стр. 97–109.
- ^ Jump up to: а б Лаубенбахер Р., Пенгелли Д. (2007). «Voici ce que j'ai trouvé: грандиозный план Софи Жермен по доказательству Великой теоремы Ферма» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 5 апреля 2013 года . Проверено 19 мая 2009 г.
- ^ Аксель 1996 , с. 57
- ^ Терджанян, Г. (1977). «По уравнению х 2 р + и 2 р = г 2 р ". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences, Série AB . 285 : 973–975.
- ^ Адлеман Л.М., Хит-Браун Д.Р. (июнь 1985 г.). «Первый случай последней теоремы Ферма». Математические изобретения . 79 (2). Берлин: Шпрингер: 409–416. Бибкод : 1985InMat..79..409A . дои : 10.1007/BF01388981 . S2CID 122537472 .
- ^ Эдвардс 1996 , с. 79
- ^ Аксель 1996 , стр. 84–88
- ^ Сингх, стр. 232–234.
- ^ Фальтингс Г (1983). «Теоремы конечности абелевых многообразий над числовыми полями». Математические изобретения . 73 (3): 349–366. Бибкод : 1983InMat..73..349F . дои : 10.1007/BF01388432 . S2CID 121049418 .
- ^ Рибенбойм П. (1979). 13 лекций по Великой теореме Ферма . Нью-Йорк: Springer Verlag. п. 202. ИСБН 978-0-387-90432-0 .
- ^ Вагстафф СС младший (1978). «Нерегулярные простые числа до 125000». Математика вычислений . 32 (142). Американское математическое общество: 583–591. дои : 10.2307/2006167 . JSTOR 2006167 . (PDF) Архивировано 24 октября 2012 г. в Wayback Machine.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п Великая теорема Ферма, Саймон Сингх, 1997, ISBN 1-85702-521-0
- ^ Фрей Дж. (1986). «Связь между устойчивыми эллиптическими кривыми и некоторыми диофантовыми уравнениями». Annales Universitatis Saraviensis. Серия Математика . 1 :1–40.
- ^ Сингх, стр. 194–198.
- ^ Аксель 1996 , стр. 109–114
- ^ Рибет, Кен (1990). «О модулярных представлениях Gal( Q / Q ), возникающих из модулярных форм» (PDF) . Математические изобретения . 100 (2): 431–476. Бибкод : 1990InMat.100..431R . дои : 10.1007/BF01231195 . hdl : 10338.dmlcz/147454 . МР 1047143 . S2CID 120614740 .
- ^ Сингх, с. 205
- ^ Аксель 1996 , стр. 117–118
- ^ Сингх, стр. 237–238.
- ^ Аксель 1996 , стр. 121–122
- ^ Сингх, стр. 239–243.
- ^ Аксель 1996 , стр. 122–125
- ^ Сингх, стр. 244–253.
- ^ Аксель 1996 , стр. 1–4, 126–128
- ^ Аксель 1996 , стр. 128–130
- ^ Сингх, с. 257
- ^ Jump up to: а б с Сингх, стр. 269–277.
- ↑ Год спустя в математическом доказательстве сохраняется загвоздка, 28 июня 1994 г.
- ^ 26 июня – 2 июля; Год спустя загадка Ферма все еще не совсем QED 3 июля 1994 г.
- ^ Сингх, стр. 175–185.
- ^ Аксель 1996 , стр. 132–134
- ^ Сингх стр. 186–187 (текст сокращен)
- ^ Уайлс, Эндрю (1995). «Модулярные эллиптические кривые и Великая теорема Ферма» (PDF) . Анналы математики . 141 (3): 443–551. дои : 10.2307/2118559 . JSTOR 2118559 . ОСЛК 37032255 . Архивировано из оригинала (PDF) 28 июня 2003 года.
- ^ «Модулярные эллиптические кривые и Великая теорема Ферма» (PDF) .
- ^ Тейлор Р. , Уайлс А. (1995). «Теоретико-кольцевые свойства некоторых алгебр Гекке» . Анналы математики . 141 (3): 553–572. дои : 10.2307/2118560 . JSTOR 2118560 . ОСЛК 37032255 . Архивировано из оригинала 27 ноября 2001 года.
- ^ Jump up to: а б Барроу-Грин, июнь; Лидер Имре; Гауэрс, Тимоти (2008). Принстонский спутник математики . Издательство Принстонского университета. стр. 361–362. ISBN 9781400830398 .
- ^ «Гипотеза Молдина/Тейдемана-Загира» . Главные головоломки . Проверено 1 октября 2016 г.
- ^ Элкис, Ноам Д. (2007). «Азбука теории чисел» (PDF) . Обзор математики Гарвардского колледжа . 1 (1).
- ^ Мишель Вальдшмидт (2004). «Открытые диофантовые задачи». Московский математический журнал . 4 : 245–305. arXiv : math/0312440 . дои : 10.17323/1609-4514-2004-4-1-245-305 . S2CID 11845578 .
- ^ Крэндалл, Ричард; Померанс, Карл (2000). Простые числа: вычислительная перспектива . Спрингер. п. 417. ИСБН 978-0387-25282-7 .
- ^ «Гипотеза Била» . Американское математическое общество . Проверено 21 августа 2016 г.
- ^ Цай, Тяньсинь; Чен, Дэйи; Чжан, Юн (2015). «Новое обобщение Великой теоремы Ферма». Журнал теории чисел . 149 : 33–45. arXiv : 1310.0897 . дои : 10.1016/j.jnt.2014.09.014 . S2CID 119732583 .
- ^ Михайлеску, Преда (2007). «Циклотомное исследование гипотезы Каталана – Ферма». Математика Геттингенсис .
- ^ Ленстра-младший HW (1992). «Об обратном уравнении Ферма». Дискретная математика . 106–107: 329–331. дои : 10.1016/0012-365x(92)90561-s .
- ^ Ньюман М. (1981). «Радикальное диофантово уравнение» . Журнал теории чисел . 13 (4): 495–498. дои : 10.1016/0022-314x(81)90040-8 .
- ^ Беннетт, Кертис Д.; Стекло, AMW; Секели, Габор Дж. (2004). «Последняя теорема Ферма для рациональных показателей». Американский математический ежемесячник . 111 (4): 322–329. дои : 10.2307/4145241 . JSTOR 4145241 . МР 2057186 .
- ^ Диксон 1919 , стр. 688–691.
- ^ Воулс, Роджер (июль 1999 г.). «Целочисленные решения −2 + б −2 = д −2 ". Математический вестник . 83 (497): 269–271. : 10.2307 /3619056 . JSTOR 3619056. . S2CID 123267065 doi
- ^ Ричиник, Дженнифер (июль 2008 г.). «Перевернутая теорема Пифагора». Математический вестник . 92 : 313–317. дои : 10.1017/S0025557200183275 . S2CID 125989951 .
- ^ Ланг, Серж (2002). Алгебра . Тексты для аспирантов по математике. Том. 211. Спрингер-Верлаг Нью-Йорк. п. 196.
- ^ Элкис, Ноам (1991). «ABC подразумевает Морделла» . Уведомления о международных математических исследованиях . 1991 (7): 99–109. дои : 10.1155/S1073792891000144 .
Наше доказательство обобщает известную импликацию «эффективный ABC [стрелка вправо] в конечном итоге Ферма», которая была исходной мотивацией для гипотезы ABC.
- ^ Jump up to: а б с Гранвилл, Эндрю ; Такер, Томас (2002). «Это так же просто, как abc» (PDF) . Уведомления АМС . 49 (10): 1224–1231.
- ^ Остерле, Джозеф (1988). «Новые подходы к «теореме» Ферма» . Звездочка . Семинар Бурбаки, опыт 694 (161): 165–186. ISSN 0303-1179 . МР 0992208 .
- ^ Jump up to: а б Аксель 1996 , с. 69
- ^ Сингх, с. 105
- ^ Jump up to: а б Коши Т (2001). Элементарная теория чисел с приложениями . Нью-Йорк: Академическая пресса. п. 544. ИСБН 978-0-12-421171-1 .
- ^ Сингх, стр. 120–125, 131–133, 295–296.
- ^ Аксель 1996 , с. 70
- ^ Сингх, стр. 120–125.
- ^ Сингх, с. 284
- ^ «Цитата на Абелевскую премию 2016» . Абелевская премия . Комитет Абелевской премии. Март 2016. Архивировано из оригинала 20 мая 2020 года . Проверено 16 марта 2016 г.
- ^ Сингх, с. 295
- ^ Колеса, жизнь и другие математические развлечения , Мартин Гарднер
- ^ Сингх, стр. 295–296.
- ^ Гармон, Джей (21 февраля 2006 г.). «Geek Trivia: Математика мифа» . Техреспублика . Проверено 21 мая 2022 г.
- ^ Касман, Алекс (январь 2003 г.). «Математика в художественной литературе: междисциплинарный курс». ПРИМУС . 13 (1): 1–16. дои : 10.1080/10511970308984042 . ISSN 1051-1970 . S2CID 122365046 .
- ^ Сингх, Саймон (2013). Симпсоны и их математические тайны . А&С Черный. стр. 35–36. ISBN 978-1-4088-3530-2 .
- ^ Моузман, Эндрю (1 сентября 2017 г.). «Вот забавная математическая глупость из «Звездного пути: Следующее поколение» » . Популярная механика . Проверено 9 июня 2023 г.
Библиография
[ редактировать ]- Аксель, Амир (1996). Великая теорема Ферма: раскрытие тайны древней математической задачи . Четыре стены, восемь окон. ISBN 978-1-56858-077-7 .
- Диксон, Л.Е. (1919). История теории чисел . Диофантовый анализ. Том. II. Нью-Йорк: Издательство Челси. стр. 545–550, 615–621, 688–691, 731–776.
- Эдвардс, Х.М. (1996) [1977]. Великая теорема Ферма. Генетическое введение в алгебраическую теорию чисел . Тексты для аспирантов по математике. Том. 50. Нью-Йорк: Спрингер-Верлаг. ISBN 978-0-387-90230-2 .
- Фриберг, Йоран (2007). Удивительные следы вавилонского происхождения в греческой математике . Мировое научное издательство. ISBN 978-981-270-452-8 .
- Кляйнер, я (2000). «От Ферма до Уайлса: Последняя теорема Ферма становится теоремой» (PDF) . Элементы математики . 55 : 19–37. дои : 10.1007/PL00000079 . S2CID 53319514 . Архивировано из оригинала (PDF) 8 июня 2011 года.
- Морделл, ЖЖ (1921). Три лекции по Великой теореме Ферма . Кембридж: Издательство Кембриджского университета.
- Манин Юрий Иванович; Панчишкин, Алексей Алексеевич (2007). «Фундаментальные проблемы, идеи и теории». Введение в современную теорию чисел . Энциклопедия математических наук. Том. 49 (2-е изд.). Берлин Хедельберг: Springer. ISBN 978-3-540-20364-3 .
- Рибенбойм, П. (2000). Последняя теорема Ферма для любителей . Нью-Йорк: Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-98508-4 .
- Сингх, С. (1998). Загадка Ферма . Нью-Йорк: Anchor Books. ISBN 978-0-385-49362-8 .
- Старк, Х. (1978). Введение в теорию чисел . МТИ Пресс. ISBN 0-262-69060-8 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Белл, Эрик Т. (1998) [1961]. Последняя проблема . Нью-Йорк: Математическая ассоциация Америки. ISBN 978-0-88385-451-8 .
- Бенсон, Дональд К. (2001). Момент доказательства: математические прозрения . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-513919-8 .
- Бруднер, Харви Дж. (1994). Ферма и недостающие числа . WLC, Inc. ISBN 978-0-9644785-0-3 .
- Фальтингс Г. (июль 1995 г.). «Доказательство Великой теоремы Ферма Р. Тейлором и А. Уайлсом» (PDF) . Уведомления Американского математического общества . 42 (7): 743–746. ISSN 0002-9920 .
- Моццочи, Чарльз (2000). Дневник Ферма . Американское математическое общество. ISBN 978-0-8218-2670-6 .
- Рибенбойм П. (1979). 13 лекций по Великой теореме Ферма . Нью-Йорк: Springer Verlag. ISBN 978-0-387-90432-0 .
- ван дер Портен, Альф (1996). Заметки о Великой теореме Ферма . Уайли Блэквелл. ISBN 978-0-471-06261-5 .
- Сайкиа, Манджил П. (июль 2011 г.). «Исследование доказательства Куммера Великой теоремы Ферма для правильных простых чисел» (PDF) . Отчет о летнем проекте IISER Мохали (Индия) . arXiv : 1307.3459 . Бибкод : 2013arXiv1307.3459S . Архивировано из оригинала (PDF) 22 сентября 2015 года . Проверено 9 марта 2014 г.
- Стивенс, Гленн (1997). «Обзор доказательства Великой теоремы Ферма» . Модульные формы и Великая теорема Ферма . Нью-Йорк: Спрингер. стр. 1–16. ISBN 0-387-94609-8 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]

СМИ, связанные с последней теоремой Ферма, на Викискладе?
- Дэйни, Чарльз (2003). «Математика Великой теоремы Ферма» . Архивировано из оригинала 3 августа 2004 года . Проверено 5 августа 2004 г.
- Элкис, Ноам Д. «Таблицы «почти промахов» Ферма - приближенные решения x н + и н = г н " .
- Фриман, Ларри (2005). «Блог о Великой теореме Ферма» . Блог, посвященный истории Великой теоремы Ферма от Ферма до Уайлса.
- «Последняя теорема Ферма» . Энциклопедия математики . ЭМС Пресс . 2001 [1994].
- Рибет, Кеннет А. (1995). «Представления Галуа и модульные формы». Бюллетень Американского математического общества . Новая серия. 32 (4): 375–402. arXiv : математика/9503219 . дои : 10.1090/S0273-0979-1995-00616-6 . МР 1322785 . S2CID 16786407 . Обсуждается различный материал, связанный с доказательством Великой теоремы Ферма: эллиптические кривые, модулярные формы, представления Галуа и их деформации, конструкция Фрея, а также гипотезы Серра и Таниямы-Шимуры.
- Шей, Дэвид (2003). «Последняя теорема Ферма» . Проверено 14 января 2017 г. История, история и загадка.
- Вайсштейн, Эрик В. «Великая теорема Ферма» . Математический мир .
- О'Коннор Дж.Дж., Робертсон Э.Ф. (1996). «Последняя теорема Ферма» . Архивировано из оригинала 4 августа 2004 года . Проверено 5 августа 2004 г.
- «Доказательство» . ПБС . В названии одного из выпусков телесериала PBS «НОВА» обсуждаются попытки Эндрю Уайлса доказать Великую теорему Ферма.
- «Документальный фильм о Великой теореме Ферма (1996)» . Фильм Саймона Сингха и Джона Линча рассказывает историю Эндрю Уайлса.