Jump to content

abc гипотеза

(Перенаправлено из гипотезы ABC )
abc гипотеза
Поле Теория чисел
Предполагается
Предполагается в 1985
Эквивалентно Модифицированная гипотеза Шпиро
Последствия
Математик Джозеф Остерле
Математик Дэвид Массер

Гипотеза abc в 1985 году (также известная как гипотеза Остерле-Массера ) — это гипотеза в теории чисел , возникшая в результате дискуссии Джозефа Остерле и Дэвида Массера . [1] [2] Это выражается в виде трех положительных целых чисел. и (отсюда и название), которые относительно просты и удовлетворяют . Гипотеза по существу утверждает, что произведение различных простых делителей обычно не намного меньше, чем . Ряд известных гипотез и теорем теории чисел непосредственно вытекает из гипотезы abc или ее версий. Математик Дориан Голдфельд назвал гипотезу abc «самой важной нерешенной проблемой диофантового анализа ». [3]

Гипотеза abc возникла как результат попыток Остерле и Массера понять гипотезу Шпиро об эллиптических кривых . [4] которая включает в себя больше геометрических структур, чем гипотеза abc . Было показано, что гипотеза abc эквивалентна модифицированной гипотезе Шпиро. [1]

различные попытки доказать гипотезу abc Были предприняты , но ни одна из них не получила широкого признания. Шиничи Мотидзуки заявил, что у него есть доказательство в 2012 году, но основное математическое сообщество до сих пор считает эту гипотезу недоказанной. [5] [6] [7]

Прежде чем сформулировать гипотезу, понятие радикала целого числа необходимо ввести : для натурального числа , радикал , обозначенный , является произведением различных простых делителей . Например,

Если a , b и c просты взаимно [примечания 1] целые положительные числа такие, что a + b = c , оказывается, что «обычно» . Гипотеза abc касается исключений. В частности, там говорится, что:

Для каждого положительного действительного числа ε существует только конечное число троек ( a , b , c ) взаимно простых положительных целых чисел с a + b = c , таких, что [8]

Эквивалентная формулировка:

Для каждого положительного действительного числа ε существует константа K ε такая, что для всех троек ( a , b , c ) взаимно простых положительных целых чисел с a + b = c : [8]

Эквивалентно (используя маленькое обозначение o ):

Для всех троек ( a , b , c ) взаимно простых натуральных чисел с a + b = c , rad( abc ) не меньше c 1- о (1) .

Четвертая эквивалентная формулировка гипотезы включает качество q ( a , b , c ) тройки ( a , b , c ), которое определяется как

Например:

q (4, 127, 131) = log(131) / log(рад(4·127·131)) = log(131)/log(2·127·131) = 0,46820...
q (3, 125, 128) = log(128) / log(рад(3·125·128)) = log(128)/log(30) = 1,426565...

Типичная тройка ( a , b , c ) взаимно простых положительных целых чисел с a + b = c будет иметь c < rad( abc ), т.е. q ( a , b , c ) < 1. Тройки с q > 1, такие как в Второй пример довольно особенный: они состоят из чисел, делящихся на большие степени малых простых чисел . Четвертая формулировка:

Для каждого положительного действительного числа ε существует только конечное число троек ( a , b , c ) взаимно простых положительных целых чисел с a + b = c таких, что q ( a , b , c ) > 1 + ε .

Хотя известно, что существует бесконечно много троек ( a , b , c ) взаимно простых положительных целых чисел с a + b = c таких, что q ( a , b , c ) > 1, гипотеза предсказывает, что только конечное число из них имеют q > 1,01 или q > 1,001 или даже q > 1,0001 и т. д. В частности, если гипотеза верна, то должна существовать тройка ( a , b , c ), которая достигает максимально возможного качества q ( a , b , c ).

Примеры троек с малым радикалом

[ редактировать ]

Условие ε > 0 необходимо, поскольку существует бесконечно много троек a , b , c с c > rad( abc ). Например, пусть

Целое число b делится на 9:

Используя этот факт, производится следующий расчет:

Заменяя показатель степени 6 n другими показателями, заставляя b иметь большие квадратные множители, отношение между радикалом и c можно сделать сколь угодно малым. В частности, пусть p > 2 — простое число, и рассмотрим

Теперь можно правдоподобно утверждать, что b делится на p. 2 :

Последний шаг использует тот факт, что p 2 делит 2 р ( р -1) − 1. Это следует из малой теоремы Ферма , которая показывает, что при p > 2 2 р -1 = pk + 1 для некоторого целого числа k . Возведение обеих частей в степень p показывает, что 2 р ( р -1) = п 2 (...) + 1.

И теперь с аналогичным расчетом, как указано выше, следующие результаты:

Список троек высшего качества (троек с особенно малым радикалом относительно c ) приведен ниже; самое высокое качество, 1,6299, было обнаружено Эриком Рейссатом ( Lando & Zvonkin 2004 , стр. 137) для

а = 2,
б = 3 10 ·109 = 6 436 341 ,
с = 23 5 = 6 436 343 ,
рад( abc ) = 15 042 .

Некоторые последствия

[ редактировать ]

Гипотеза abc имеет большое количество следствий. К ним относятся как известные результаты (некоторые из которых были доказаны отдельно только с момента формулировки гипотезы), так и гипотезы, для которых она дает условное доказательство . Последствия включают в себя:

  • В качестве эквивалента можно использовать модифицированную гипотезу Шпиро , которая дает оценку рад( abc ) 1,2+ е . [1]
  • Домбровский (1996) показал, что из гипотезы abc следует, что диофантово уравнение n ! + А = к 2 число решений для любого заданного целого числа A. имеет лишь конечное
  • Существуют ~ c f N целые положительные числа n N, для которых f ( n )/B' не содержит квадратов, причем c f > 0 — положительная константа, определяемая как: [21]
  • Гипотеза Била обобщение Великой теоремы Ферма, предполагающее, что если A , B , C , x , y и z — положительные целые числа с A х + Б и = С С и x , y , z > 2, то A , B и C имеют общий простой делитель. Гипотеза abc подразумевала бы, что существует лишь конечное число контрпримеров.
  • Гипотеза Ланга , нижняя оценка высоты рациональной точки без кручения эллиптической кривой.
  • Отрицательное решение проблемы Эрдеша–Улама о плотных множествах евклидовых точек с рациональными расстояниями. [22]
  • Эффективная версия теоремы Зигеля о целых точках на алгебраических кривых . [23]

Теоретические результаты

[ редактировать ]

Гипотеза abc подразумевает, что c может быть ограничено сверху почти линейной функцией радикала abc . Известны экспоненциальные границы . В частности, были доказаны следующие границы:

( Стюарт и Тайдеман 1986 ),
( Стюарт и Ю, 1991 ) и
( Стюарт и Ю, 2001 ).

В этих границах K 1 и K 3 являются константами , которые не зависят от a , b или c , а K 2 является константой, которая зависит от ε ( эффективно вычислимым образом), но не от a , b или c . Оценки применимы к любой тройке, для которой c > 2.

Существуют также теоретические результаты, которые дают нижнюю границу наилучшей возможной формы гипотезы abc . В частности, Стюарт и Тейдеман (1986) показали, что существует бесконечно много троек ( a , b , c ) взаимно простых целых чисел с a + b = c и

для всех k < 4. Константа k была улучшена до k = 6,068 Ван Франкенхейзеном (2000) .

Результаты вычислений

[ редактировать ]

В 2006 году математический факультет Лейденского университета в Нидерландах совместно с голландским научным институтом Кеннислинк запустил проект ABC@Home , систему сетевых вычислений , целью которой является обнаружение дополнительных троек a , b , c с rad( abc ) < в . Хотя никакой конечный набор примеров или контрпримеров не может разрешить гипотезу abc , есть надежда, что закономерности в тройках, обнаруженные в рамках этого проекта, приведут к пониманию гипотезы и теории чисел в более общем плане.

Распределение троек с q > 1 [24]
д
с
q > 1 q > 1,05 q > 1,1 q > 1,2 q > 1,3 q > 1,4
с < 10 2 6 4 4 2 0 0
с < 10 3 31 17 14 8 3 1
с < 10 4 120 74 50 22 8 3
с < 10 5 418 240 152 51 13 6
с < 10 6 1,268 667 379 102 29 11
с < 10 7 3,499 1,669 856 210 60 17
с < 10 8 8,987 3,869 1,801 384 98 25
с < 10 9 22,316 8,742 3,693 706 144 34
с < 10 10 51,677 18,233 7,035 1,159 218 51
с < 10 11 116,978 37,612 13,266 1,947 327 64
с < 10 12 252,856 73,714 23,773 3,028 455 74
с < 10 13 528,275 139,762 41,438 4,519 599 84
с < 10 14 1,075,319 258,168 70,047 6,665 769 98
с < 10 15 2,131,671 463,446 115,041 9,497 998 112
с < 10 16 4,119,410 812,499 184,727 13,118 1,232 126
с < 10 17 7,801,334 1,396,909 290,965 17,890 1,530 143
с < 10 18 14,482,065 2,352,105 449,194 24,013 1,843 160

По состоянию на май 2014 года ABC@Home обнаружила 23,8 миллиона троек. [25]

Тройки высочайшего качества [26]
Классифицировать д а б с Обнаружено
1 1.6299 2 3 10 ·109 23 5 Эрик Рейсса
2 1.6260 11 2 3 2 ·5 6 ·7 3 2 21 ·23 Бенне де Вегер
3 1.6235 19·1307 7·29 2 ·31 8 2 8 ·3 22 ·5 4 Ежи Броукин, Юлиуш Бжезинский
4 1.5808 283 5 11 ·13 2 2 8 ·3 8 ·17 3 Ежи Броукин, Юлиуш Бжезинский, Абдеррахман Нитай
5 1.5679 1 2·3 7 5 4 ·7 Бенне де Вегер

Примечание: качество q ( a , b , c ) тройки ( a , b , c ) определено выше .

[ редактировать ]

Гипотеза abc представляет собой целочисленный аналог теоремы Мейсона–Стотерса для многочленов.

Усиление, предложенное Бейкером (1998) , утверждает, что в гипотезе abc можно заменить rad( abc ) на

е - Ой рад( abc ),

где ω — общее количество различных простых чисел, делящих a , b и c . [27]

Эндрю Грэнвилл заметил, что минимум функции над происходит, когда

Это вдохновило Бейкера (2004) предложить более точную форму гипотезы abc , а именно:

где κ - абсолютная константа. После некоторых вычислительных экспериментов он обнаружил, что значение было допустимо для κ . Эта версия называется «явной abc- гипотезой».

Бейкер (1998) также описывает родственные гипотезы Эндрю Грэнвилла , которые дали бы верхние оценки c в виде

где Ω( n ) — общее количество простых множителей числа n , а

где Θ( n ) — количество целых чисел до n, делящихся только на простые числа, делящие n .

Роберт, Стюарт и Тененбаум (2014) предложили более точное неравенство, основанное на Роберте и Тененбаум (2013) .Пусть k = рад( abc ). Они предположили, что существует константа C 1 такая, что

тогда как существует константа C 2 такая, что

выполняется бесконечно часто.

Броукин и Бжезинский (1994) сформулировали гипотезу n — версию гипотезы abc , включающую n > 2 целых числа.

Заявленные доказательства

[ редактировать ]

Люсьен Шпиро предложил решение в 2007 году, но вскоре после этого оно было признано неверным. [28]

С августа 2012 года Шиничи Мотидзуки заявил о доказательстве гипотезы Шпиро и, следовательно, гипотезы abc . [5] Он выпустил серию из четырех препринтов, развивающих новую теорию, которую он назвал межуниверсальной теорией Тейхмюллера (IUTT), которая затем применяется для доказательства гипотезы abc . [29] Эти статьи не получили широкого признания в математическом сообществе как доказательство abc . [30] И дело не только в их длине и сложности их понимания, [31] но также и потому, что по крайней мере один конкретный пункт в аргументации был назван некоторыми другими экспертами пробелом. [32] Хотя некоторые математики поручились за правильность доказательства [33] и попытались передать свое понимание через семинары по IUTT, им не удалось убедить сообщество теории чисел в целом. [34] [35]

В марте 2018 года Питер Шольце и Якоб Стикс посетили Киото для переговоров с Мотидзуки. [36] [37] Хотя они не устранили разногласия, они сделали их более четкими.Шольце и Стикс написали отчет, в котором утверждали и объясняли ошибку в логике доказательства и утверждали, что образовавшийся пробел был «настолько серьезным, что ... небольшие изменения не спасут стратегию доказательства»; [32] Мотидзуки утверждал, что они неправильно поняли жизненно важные аспекты теории и сделали неверные упрощения. [38] [39] [40]

3 апреля 2020 года два математика из Киотского исследовательского института , где работает Мотидзуки, объявили, что заявленное им доказательство будет опубликовано в Публикации Научно-исследовательского института математических наук» журнале института « . Мотидзуки, главный редактор журнала, отказался от рецензирования статьи. [6] Это заявление было воспринято со скептицизмом Кираном Кедлаем и Эдвардом Френкелем , а издание Nature охарактеризовало его как «маловероятное, что оно переведет многих исследователей в лагерь Мотидзуки». [6] В марте 2021 года доказательство Мотидзуки было опубликовано в RIMS. [41]

См. также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ Когда a + b = c , любой общий фактор двух значений обязательно разделяется третьим. Таким образом, из взаимной простоты , b , c следует попарная взаимно простая простота a , c b , a . Поэтому в данном случае не имеет значения, какую концепцию мы используем.
  1. Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Остерле 1988 .
  2. ^ Лоты 1985 года .
  3. ^ Голдфельд 1996 .
  4. ^ Фесенко, Иван (сентябрь 2015 г.). «Теория арифметической деформации с помощью арифметических фундаментальных групп и неархимедовых тэта-функций, заметки о работе Шиничи Мотидзуки» . Европейский журнал математики . 1 (3): 405–440. дои : 10.1007/s40879-015-0066-0 .
  5. Перейти обратно: Перейти обратно: а б Болл, Питер (10 сентября 2012 г.). «Доказательство существования глубокой связи между простыми числами» . Природа . дои : 10.1038/nature.2012.11378 . Проверено 19 марта 2018 г.
  6. Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Кастельвекки, Давиде (9 апреля 2020 г.). «Математическое доказательство потрясающей теории чисел будет опубликовано». Природа . 580 (7802): 177. Бибкод : 2020Natur.580..177C . дои : 10.1038/d41586-020-00998-2 . ПМИД   32246118 . S2CID   214786566 .
  7. ^ Дальнейший комментарий П. Шольце на Not Even Wrong math.columbia.edu [ самостоятельно опубликованный источник? ]
  8. Перейти обратно: Перейти обратно: а б с Вальдшмидт 2015 .
  9. ^ Бомбьери (1994) , с. [ нужна страница ] .
  10. ^ Элкис (1991) .
  11. ^ Ван Франкенхейсен (2002) .
  12. ^ Ланжевен (1993) .
  13. ^ Сильверман (1988) .
  14. ^ Нитай (1996) .
  15. ^ Гранвилл, Эндрю; Такер, Томас (2002). «Это так же просто, как abc» (PDF) . Уведомления АМС . 49 (10): 1224–1231.
  16. ^ Померанс (2008) .
  17. ^ Гранвилл и Старк (2000) .
  18. ABC-гипотеза , Фриц Бойкерс, ABC-DAY, Лейден, Утрехтский университет, 9 сентября 2005 г.
  19. ^ Моллин (2009) ; Моллин (2010 , стр. 297)
  20. ^ Броукин (2000 , стр. 10)
  21. ^ Гранвилл (1998) .
  22. ^ Пастен, Гектор (2017), «Определимость орбит Фробениуса и результат на рациональных множествах расстояний», Monatshefte für Mathematik , 182 (1): 99–126, doi : 10.1007/s00605-016-0973-2 , MR   3592123 , S2CID   7805117
  23. ^ arXiv : math/0408168 Андреа Суррока , теорема Сигела и гипотеза abc, Riv. Мат. унив. Парма (7) 3, 2004, С. 323–332.
  24. ^ «Synthese resultaten» , RekenMeeMetABC.nl (на голландском языке), заархивировано из оригинала 22 декабря 2008 г. , получено 3 октября 2012 г.
  25. ^ «Данные собраны sofar» , ABC@Home , заархивировано из оригинала 15 мая 2014 г. , получено 30 апреля 2014 г.
  26. ^ «100 непобедимых троек» . Рекен Ми встретил ABC . 07.11.2010.
  27. ^ Бомбьери и Гублер (2006) , с. 404.
  28. ^ «Теоремы конечности для динамических систем», Люсьен Шпиро, выступление на конференции по L-функциям и автоморфным формам (по случаю 60-летия Дориана Голдфельда), Колумбийский университет, май 2007 г. См. Войт, Питер (26 мая 2007 г.), «Доказательство гипотезы abc?» , даже не так .
  29. ^ Мотидзуки, Шиничи (4 марта 2021 г.). «Межуниверсальная теория Тейхмюллера IV: вычисления лог-объемов и теоретико-множественные основы». Публикации НИИ математических наук . 57 (1): 627–723. дои : 10.4171/PRIMS/57-1-4 . S2CID   3135393 .
  30. ^ Калегари, Фрэнк (17 декабря 2017 г.). «Гипотеза ABC (пока) не доказана» . Проверено 17 марта 2018 г.
  31. ^ Ревелл, Тимоти (7 сентября 2017 г.). «Непонятное математическое доказательство ABC теперь имеет непроницаемое 300-страничное «резюме» » . Новый учёный .
  32. Перейти обратно: Перейти обратно: а б Шольце, Питер ; Стикс, Джейкоб . «Почему abc — до сих пор остается догадкой» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 8 февраля 2020 г. Проверено 23 сентября 2018 г. (обновленная версия их майского отчета. Архивировано 8 февраля 2020 г. на Wayback Machine )
  33. ^ Фесенко, Иван (28 сентября 2016 г.). «Фукуген» . Вывод . 2 (3) . Проверено 30 октября 2021 г.
  34. ^ Конрад, Брайан (15 декабря 2015 г.). «Заметки Брайана Конрада о семинаре IUT в Оксфорде» . Проверено 18 марта 2018 г.
  35. ^ Кастельвекки, Давиде (8 октября 2015 г.). «Самая большая загадка математики: Шиничи Мотидзуки и непроницаемое доказательство» . Природа . 526 (7572): 178–181. Бибкод : 2015Natur.526..178C . дои : 10.1038/526178a . ПМИД   26450038 .
  36. ^ Кларрайх, Эрика (20 сентября 2018 г.). «Столкновение титанов математики из-за эпического доказательства гипотезы ABC» . Журнал Кванта .
  37. ^ «Мартовские дискуссии 2018 года на IUTeich» . Проверено 2 октября 2018 г. Веб-страница Мотидзуки, описывающая дискуссии и дающая ссылки на последующие публикации и дополнительные материалы.
  38. ^ Мотидзуки, Шиничи . «Отчет о дискуссиях, состоявшихся с 15 по 20 марта 2018 г. относительно межуниверсальной теории Тейхмюллера» (PDF) . Проверено 1 февраля 2019 г. ...дискуссии... представляют собой первые подробные,...содержательные дискуссии, касающиеся негативных позиций... ИУТч.
  39. ^ Мотидзуки, Шиничи (июль 2018 г.). «Комментарии к рукописи Шольце-Стикса, касающейся межуниверсальной теории Тейхмюллера» (PDF) . S2CID   174791744 . Проверено 2 октября 2018 г.
  40. ^ Мотидзуки, Шиничи . «Комментарии к рукописи (версия 2018-08) Шольце-Стикса, касающейся межуниверсальной теории Тейхмюллера» (PDF) . Проверено 2 октября 2018 г.
  41. ^ Мотидзуки, Шиничи . «Доказательство Мотидзуки гипотезы ABC» . Проверено 13 июля 2021 г.

Источники

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 1a5a750e3ec5028bb96744e9a2269beb__1719620400
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/1a/eb/1a5a750e3ec5028bb96744e9a2269beb.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
abc conjecture - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)