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求教一个数学问题

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先百度


IP属地:海南1楼2018-02-16 03:33回复
    在下近日在研究一些数论相关的问题。其中肯定绕不过一些难题。
    比如费马大定理:
    X^n+Y^n=Z^n
    对于整数X,Y,Z还有n,在n>2的时候无解(没有可以使得等式成立的X,Y,Z,n)


    IP属地:海南2楼2018-02-16 03:34
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      这些数论难题的难度,对于数学爱好者或者相关工作者而言,是不用多说的。
      所以,基本上没有人会建议一个普通高中生或者本科生研究这类题目:因为可能要用一辈子也无法解答,毕竟让一个人一辈子就这么“必然失败”,确实很不负责任。
      所以我这里提出的问题,显然也不是要任何人来解答这个问题本身。


      IP属地:海南3楼2018-02-16 03:37
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        X^3+Y^3=Z^3 无整数解,这个应该不难,似乎也能在网上找到初等证明。
        X^4+Y^4=Z^4的证明我没有找到。
        而这么一个个的证明也是无穷无尽的。所以这种“纯体力活”是条死路。
        那么,能不能转换一下,换一个题目来考虑:
        说X^3+Y^3=Z^3无整数解,那么
        X^3+Y^3+Z^3=W^3 (左边3个整数的平方的和)
        有没有整数解?
        这可能根本就是一个常识,或者早就有人解答了。但是,在网络上输入数学公式还是比较困难,很多公式都是在图片里面,而这类图片的识别率是比较低的(不知道百度或者Google什么时候会在这方面加强一下)。
        如果是这样的话,希望有吧友帮我确认一下,到底这种三元的情况有没有正整数解(因为是数论问题,所以这里的整数只考虑正整数)。


        IP属地:海南4楼2018-02-16 03:45
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          然后,再扩展一下(如果上述四元方程有正整数解的话):
          X^4+Y^4+Z^4+W^4=A^4
          这种5元,4次的方程有无整数解?
          说明:用“正整数”而不是“自然数”是为了避免“0是不是自然数”的问题。因为这个问题总是含糊不清,原因可能是数论中对0的处理和其它分支中对0的处理不同造成的。实际上,就从一个普通的认知角度(不需要数学专业的东西)来看,0到底是不是自然数,也是有问题的:0意味着不存在么?如果是的话,那么不存在又是如何存在的呢?否则怎么能出现关于它的描述呢?


          IP属地:海南5楼2018-02-16 03:52
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            再进一步说,
            对于n次,n+1元的此类(各元皆是正整数)方程,是不是都有解?
            而对于n次,少于n+1元的此类方程,是不是都无解?
            如果这个问题可以确认,那么,后面的问题就好办了。


            IP属地:海南6楼2018-02-16 03:55
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              X=Y
              X+Y=Z
              2元1次,3元1次都是有解的,自不用说。
              X^2+Y^2=Z^2
              3元2次,也就是求使得勾股定理成立的正整数是有解的(大家最熟悉的一组是3,4,5)。
              X^3+Y^3+Z^3=W^3
              有没有解,我暂时不知道,但是可以跑个程序试一下。
              稍候。


              IP属地:海南7楼2018-02-16 04:00
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                寻找1000以内的,符合4元3次方程的正整数程序片段(C#):
                注意:此程序片段为尽量表达计算目的,未进行任何优化
                const long M = 1000;
                for (long x = 1; x <= M; x++)
                {
                for(long y = 1; y <= M; y++)
                {
                for(long z = 1; z <= M; z++)
                {
                for(long w = 1; w <= M; w++)
                {
                if(x*x*x+y*y*y+z*z*z == w * w * w)
                {
                Console.WriteLine("{0},{1},{2},{3}",x,y,z,w);
                }
                }
                }
                }
                }


                IP属地:海南8楼2018-02-16 04:08
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                  程序算出来的东西,应该没什么问题。
                  我只验证了第一个,正确,后面的应当同样正确,因为在10^9不会造成长整数(64位有符号)溢出的前提下,用的是同样的算法。


                  IP属地:海南10楼2018-02-16 04:19
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                    看来百度不满意太长的数据,换一个短一点的:X数到,2,不排除重复数据。
                    1,6,8,9
                    1,8,6,9
                    1,71,138,144
                    1,135,138,172
                    1,138,71,144
                    1,138,135,172
                    1,242,720,729
                    1,372,426,505
                    1,426,372,505
                    1,426,486,577
                    1,486,426,577
                    1,566,823,904
                    1,720,242,729
                    1,823,566,904
                    2,12,16,18
                    2,16,12,18
                    2,17,40,41
                    2,40,17,41
                    2,142,276,288
                    2,270,276,344
                    2,276,142,288
                    2,276,270,344
                    2,514,947,995
                    2,947,514,995


                    IP属地:海南11楼2018-02-16 04:20
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                      5元4次,当然也可以这样验证。
                      那么,我为什么会提这个问题呢?
                      原因在于,如果这个问题能得到肯定得答案,意思是,真真的证明,而不是用数据去堆砌的验证;
                      那么,我相信,或者说,有很大的把握确信,从这个基础出发,到费马大定理之间有一条捷径。
                      那么你可能会问的是,既然怀尔斯已经用高深的方法证明了这个定理,那么为什么还有必要再去证明它?
                      答案很简单:因为我(假定我)看不懂。实际上他的证明我也没有看到。不过根据已有的信息可以知道他大约是
                      用了椭圆曲线的相关定理获得了最终结果。
                      然而,这都是同一个问题:问题在于,用一个更复杂的东西证明一个更基本的东西,即便可行,但你终究不能
                      像用基本的东西证明复杂的东西那样,明白这件事的究竟。因为反过来,用更复杂的东西证明更基本的东西,
                      你至多只能确认其存在的合理性,而要获得更多东西,更本质的东西,这个方向本来就是反的。
                      虽然地球是圆的,你总能一直向着北走而走向南方(过了北极点都是南方),继续走就到达南极;虽然宇宙空间的曲率总是保证你最终会环绕到起点,但是,这要多长时间呢?实际上是太久了,最终由很大的概率会成为一个
                      不可能完成的任务。
                      所以说,要研究基本问题,应当首选简单易懂的方法。即便用复杂难懂的方法得到结果,实际上还有很长的路要走。
                      而如果你开始的时候就选择简单易懂的方法,那么,很可能最开始的时候极其困难,但只要一点突破,其它各点
                      都会自动突破,那么后面的路就好走了。
                      虽然也很可能赌上一辈子,但从结果上来说,同样的一辈子,这样做若是成功,则更为值得。


                      IP属地:海南12楼2018-02-16 04:31
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                        当然这些话不是建议任何人去赌一辈子,而是对于那些对此有所准备的,或者说,已经没有了一辈子的人而言,要赌的话,也赌个大的:什么是大的?费马定理也好,黎曼猜想也好,是大的吗?不是。
                        它们存在的重要性在于它们所表达的意思,而那个意思才是规律本身。一切研究的本质,都是在寻找规律,寻找本质的规律。这个规律才是大的。若有一天,比如,你证明了黎曼猜想,却说不出黎曼猜想到底要表达什么意思,那么可以说,很遗憾,你并未得到任何真正的东西。
                        而反过来,若你得到了那个规律,证明黎曼猜想则是必然的。你会清楚的知道你在干什么,你能干什么,你不能干什么,你也能告诉别人,什么是什么,什么事应该怎么办。
                        而这一点,正是我们的教科书所缺少的东西。
                        就像我当年学线性代数,一大堆的计算方法(比如上下三角形一类的),一大堆的名词,最后我却不知道那些东西都是干什么用的,从哪来的,是什么意思。那么实际上我就成了做题的机器。显然Mathmatica或者MATLAB做这件事要比我强多了,那么要我何用?


                        IP属地:海南13楼2018-02-16 04:40
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