數(shù)學之美(7)——從黑洞到“我瞎猜你證明”

人類的思維是沒有極限的,唯一能限制我們的就是我們自己的想象力。

“黑洞”這個名詞就是人們想出來的,后被相關(guān)理論證明并與最近拍到照片,實現(xiàn)了眼見為實。

而數(shù)學上的很多定理都是從“瞎猜”開始的。今天要說的就是“瞎猜”領(lǐng)域的佼佼者——業(yè)余數(shù)學家費馬這個人物。

業(yè)余數(shù)學家費馬

皮耶·德·費馬是17世紀法國律師,也是一位業(yè)余數(shù)學家。之所以稱業(yè)余,是由于費馬具有律師的全職工作。著名的數(shù)學史學家貝爾在20世紀初所撰寫的著作中,稱費馬為”業(yè)余數(shù)學家之王“。貝爾深信,費馬比同時代的大多數(shù)專業(yè)數(shù)學家更有成就。

一、費馬大定理

費馬大定理

沒錯,帶有“大”字的定理,數(shù)學上罕見有“大定理”存在。當n>2時,上述定理沒有正整數(shù)解。

他這一猜不當緊,整整經(jīng)歷了300余年,才由美國數(shù)學家懷爾斯在1993年給出完整的證明。

二、費馬數(shù)

有一天,費馬閑來無聊,研究起來下面的數(shù)字

費馬數(shù)
前五個費馬數(shù)

于是他猜測,對于任意自然數(shù)n,得到的數(shù)都是質(zhì)數(shù)。

112年后,一個神人找到了破綻,他就是歐拉,1732年,L.歐拉發(fā)現(xiàn)?F5=641×6700417,故費馬猜想不真。

后來,人們又發(fā)現(xiàn)了46個費馬數(shù)是合數(shù)。這些費馬數(shù)是F(6), F(7), F(8), F(9), F(10), F(11) , F(12), F(13) , F(14) , F(15) , F(16) , F(18) , F(19) , F(21) , F(23) , F(25) , F(26) , F(27) , F(30) , F(32) , F(36) , F(38) , F(39) , F(42) , F(52) , F(55) , F(58) , F(63) , F(73) , F(77) , F(81) , F(117) , F(125) , F(144) , F(150) , F(207) , F(226) , F(228) , F(250) , F(267) , F(268) , F(284) , F(316) , F(452) , F(1945)。

n=17, 20, 22, 24,…時,人們還不知道F(?n?)是質(zhì)數(shù)還是合數(shù)。

在費馬數(shù)中,是否有無窮多個質(zhì)數(shù)?或者是否有無窮多個合數(shù)?都是還未解決的問題。

費馬數(shù)是錯的那么他就一無是處了嗎?非也,非也……

又是69年后,1801年數(shù)學家高斯證明:如果費馬數(shù)k為質(zhì)數(shù),那么就可以用直尺和圓規(guī)將圓周k等分.但是,高斯本人實際上并不會做正十七邊形。

第一個真正的正十七邊形尺規(guī)作圖法直到1825年才由約翰尼斯·厄欽格(Johannes Erchinger)給出.整個過程超炫酷,超美……

圓內(nèi)接正十七邊形尺規(guī)作圖作法

希望大家無聊時,多猜想,也做個業(yè)余的數(shù)學家。。。敬請留言.

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