1樓:綘綠
據說2023年已經被安德魯。懷爾斯解決了,**有200頁。用的理論是橢圓曲線和模型式。
我來水一下,說不定就是費爾瑪當年的絕妙的想法:
假設x^n+y^n=z^n,其中xyzn為正整數,當n>2時,xyz有正整數解,設n=2+m,而我們知道:
方程x^2+y^2=z^2是有解的:x=a^2-b^2,y=2ab,z=a^2+b^2,那麼
x^(2+m)+y^(2+m)=z^(2+m)意味著:x^2(x^m-1)+y^2(y^m-1)=z^2(z^m-1)
這樣,x^m-1=1,y^m-1=1,z^m-1=1,x=2^(1/m),y=2^(1/m),z=2^(1/m)
所以:x=y=z,x^n+y^n=2x^n=z^n=x^n,得出:2=1,矛盾,因此原方程沒有正整數解。
關於x^n+ y^n =z^n (這裡n大於2;x,y,z,n都是非零整數),還有那些解
2樓:匿名使用者
定理3.若直角三角形a^2+^b2=c^2是滿足b-a=n關係的整數解,那麼,利用以上3a+2c+ n = a1公式連求得到的a1、a2、a3…ai 所組成的平方陣列ai^2+bi^2=ci^2都是具有b-a=n之定差關係的整數解。
證:取n為1,由直角三角形三邊3、4、5得到3^2+4^2=5^2,這裡n=b-a=4-3=1,根據 3a + 2c + 1= a1定差公式法則有:
a1=3×3+2×5+1=20 這時得到
20^2+21^2=29^2 繼續利用公式計算得到:
a2=3×20+2×29+1=119 這時得到
119^2+120^2=169^2 繼續利用公式計算得到
a3=3×119+2×169+1=696 這時得到
696^2+697^2=985^2
… 故定差為1關係成立
現取n為7,我們有直角三角形21^2+28^2=35^2,這裡n=28-21=7,根據 3a + 2c + 7 = a1定差公式法則有:
a1=3×21+2×35+7=140 這時得到
140^2+147^2=203^2 繼續利用公式計算得到:
a2=3×140+2×203+7=833 這時得到
833^2+840^2=1183^2 繼續利用公式計算得到:
a3=3×833+2×1183+7=4872 這時得到
4872^2+4879^2=6895^2
… 故定差為7關係成立
再取n為129,我們有直角三角形387^2+516^2=645^2,這裡n=516-387=129,根據 3a + 2c + 129= a1定差公式法則有:
a1=3×387+2×645+129=2580 這時得到
2580^2+2709^2=3741^2 繼續利用公式計算得到:
a2=3×2580+2×3741+129=15351 這時得到
15351^2+15480^2=21801^2 繼續利用公式計算得到:
a3=3×15351+2×21801+129=89784 這時得到
89784^2+89913^2=127065^2
… 故定差為129關係成立
故定差n計演算法則成立
故定理3得證
四,平方整數解a^2+^b2=c^2的a值奇偶數列法則:
定理4. 如a^2+^b2=c^2是直角三角形的三個整數邊長,則必有如下a值的奇數列、偶數列關係成立;
(一) 奇數列a:
若a表為2n+1型奇數(n=1、2、3 …), 則a為奇數列平方整數解的關係是:
a=2n+1
{ c=n^2+(n+1)^2
b=c-1
證:由本式條件分別取n=1、2、3 … 時得到:
3^2+4^2=5^2
5^2+12^2=13^2
7^2+24^2=25^2
9^2+40^2=41^2
11^2+60^2=61^2
13^2+84^2=85^2
… 故得到奇數列a關係成立
(二)偶數列a:
若a表為2n+2型偶數(n=1、2、3 …), 則a為偶數列平方整數解的關係是:
a=2n+2
{ c=1+(n+1)^2
b=c-2
證:由本式條件分別取n=1、2、3 … 時得到:
4^2+3^2=5^2
6^2+8^2=10^2
8^2+15^2=17^2
10^2+24^2=26^2
12^2+35^2=37^2
14^2+48^2=50^2
… 故得到偶數列a關係成立
故定理4關係成立
由此得到,在直角三角形a、b、c三邊中:
b-a之差可為1、2、3…
a-b之差可為1、2、3…
c-a之差可為1、2、3…
c-b之差可為1、2、3…
定差平方整數解有無窮多種;
每種定差平方整數解有無窮多個。
以上,我們給出了平方整數解的代數條件和實踐方法。我們同樣能夠用代數方法證明,費馬方程x^n+y^n=z^n在指數n>2時沒有整數解。證明如下:
我們首先證明,增比計演算法則在任意方次冪時都成立。
定理5,若a,b,c都是大於0的不同整數,m是大於1的整數,如有a^m+b^m=c^m+d^m+e^m同方冪關係成立,則a,b,c,d,e增比後,同方冪關係仍成立。
證:在定理原式 a^m+b^m=c^m+d^m+e^m中,取增比為n,n>1,
得到 : (n a)^m+(nb)^m=(nc)^m+(nd)^m+(ne)^m
原式化為 : n^m(a^m+b^m)=n^m(c^m+d^m+e^m)
兩邊消掉 n^m後得到原式。
所以,同方冪數和差式之間存在增比計演算法則,增比後仍是同方冪數。
故定理5得證
定理6,若a,b,c是不同整數且有a^m+b=c^m關係成立,其中b>1,b不是a,c的同方冪數,當a,b,c同比增大後,b仍然不是a,c的同方冪數。
證:取定理原式a^m+b=c^m
取增比為n,n>1,得到:(na)^m+n^mb=(nc)^m
原式化為: n^m(a^m+b)=n^mc^m
兩邊消掉n^m後得到原式。
由於b不能化為a,c的同方冪數,所以n^mb也不能化為a,c的同方冪數。
所以,同方冪數和差式間含有的不是同方冪數的數項在共同增比後,等式關係仍然成立。其中的同方冪數數項在增比後仍然是同方冪數,不是同方冪數的數項在增比後仍然是非同方冪數。
故定理6得證
一元代數式的絕對方冪與絕對非方冪性質
定義3,絕對某次方冪式
在含有一元未知數的代數式中,若未知數取值為大於0的全體整數時,代數式的值都是某次完全方冪數,我們稱這時的代數式為絕對某次方冪式。例如:n^2+2n+1,n^2+4n+4,
n^2+6n+9,……都是絕對2次方冪式;而n^3+3n^2+3n+1,n^3+6n^2+12n+8,……都是絕對3次方冪式。
一元絕對某次方冪式的一般形式為(n+b)^m(m>1,b為常數項)的項。
定義4,絕對非某次方冪式
在含有一元未知數的代數式中,若未知數取值為大於0的全體整數時,代數式的值都不是某次完全方冪數,我們稱這時的代數式為絕對非某次方冪式。例如:n^2+1,n^2+2,n^2+2n,…… 都是絕對非2次方冪式;而n^3+1,n^3+3n^2+1,n^3+3n+1,3n^2+3n+1,n^3+6n^2+8……都是絕對非3次方冪式。
當一元代數式的項數很少時,我們很容易確定代數式是否絕對非某次方冪式,例如n^2+n是絕對非2次方冪式,n^7+n是絕對非7次方冪式,但當代數式的項數很多時,得到絕對非某次方冪式的條件將越來越苛刻。
一元絕對非某次方冪式的一般形式為:在(n+b)^m(m>2,b為常數項)的項中減除其中某一項。
推理:不是絕對m次方冪式和絕對非m次方冪式的方冪代數式必定在未知數取某一值時得出一個完全m次方數。例如:
3n^2+4n+1不是絕對非3次方冪式,取n=1時有3n^2+4n+1=8=2^3,3n^2+3n+1不是絕對非2次方冪式,當n=7時,3n^2+3n+1=169=13^2;
推理:不含方冪項的一元代數式對任何方冪沒有唯一性。2n+1=9=3^2,2n+1=49=7^2 …… 4n+4=64=8^2,4n+4=256=16^2 ……2n+1=27=3^3,2n+1=125=5^3 ……
證明:一元代數式存在m次絕對非方冪式;
在一元代數式中,未知數的不同取值,代數式將得到不同的計算結果。未知數與代式計算結果間的對應關係是唯一的,是等式可逆的,是純粹的定解關係。這就是一元代數式的代數公理。
即可由代入未知數值的辦法對代數式求值,又可在給定代數式數值的條件下反過來對未知數求值。利用一元代數式的這些性質,我們可實現整數的奇偶分類、餘數分類和方冪分類。
當常數項為1時,完全立方數一元代數表示式的4項式的固定形式是(n+1)^3=n^3+3n^2+3n+1,它一共由包括2個方冪項在內的4個單項項元組成,對這個代數式中3個未知數項中任意一項的改動和缺失,代數式都無法得出完全立方數。在保留常數項的前提下,我們鎖定其中的任意3項,則可得到必定含有方冪項的3個不同的一元代數式,n^3+3n^2+1,n^3+3n+1,3n^2+3n+1,對這3個代數式來說,使代數式的值成為立方數只能有唯一一個解,即補上缺失的第4項值,而且這個缺失項不取不行,取其它項值也不行。因為這些代數式與原立方代數式形成了固定的單項定差代數關係,這種代數關係的存在與未知數取值無關。
這種關係是:
(n+1)^3-3n= n^3+3n^2+1
(n+1)^3-3n^2= n^3+3n+1
(n+1)^3-n^3=3n^2+3n+1
所以得到:當取n=1、2、3、4、5 …
n^3+3n^2+1≠(n+1)^3
n^3+3n+1≠(n+1)^3
3n2+3n+1≠(n+1)^^3
即這3個代數式的值都不能等於(n+1)^3形完全立方數。
當取n=1、2、3、4、5 …時,(n+1)^3=n^3+3n^2+3n+1的值是從2開始的全體整數的立方,而 小於2的整數只有1,1^3=1,當取n=1時,
n^3+3n^2+1=5≠1
n^3+3n+1=5≠1
3n^2+3n+1=7≠1
所以得到:當取n=1、2、3、4、5 …時,代數式n^3+3n^2+1,n^3+3n+1,3n^2+3n+1的值不等於全體整數的立方數。這些代數式是3次絕對非方冪式。
由以上方法我們能夠證明一元代數式:n^4+4n^3+6n^2+1,n^4+4n^3+4n+1,n^4+6n^2+4n+1,4n^3+6n^2+4n+1,在取n=1、2、3、4、5 …時的值永遠不是完全4次方數。這些代數式是4次絕對非方冪式。
能夠證明5次方以上的一元代數式(n+1)^m的項在保留常數項的前提下,鎖定其中的任意m項後,可得到m個不同的一元代數式,這m個不同的一元代數式在取n=1、2、3、4、5 …時的值永遠不是完全m次方數。這些代數式是m次絕對非方冪式。
現在我們用代數方法給出相鄰兩整數n與n+1的方冪數增項差公式;
2次方時有:(n+1)^2-n^2
=n^2+2n+1-n^2
=2n+1
所以,2次方相鄰整數的平方數的增項差公式為2n+1。
由於2n+1不含有方冪關係,而所有奇數的冪方都可表為2n+1,所以,當2n+1為完全平方數時,必然存在n^2+(2√2n+1)^2=(n+1)^2即z-x=1之平方整數解關係,應用增比計演算法則,我們即可得到z-x=2,z-x=3,z-x=4,z-x=5……之平方整數解關係。但z-x>1的xyz互素的平方整數解不能由增比法則得出,求得這些平方整數解的方法是:
由(n+2)^2-n^2=4n+4為完全平方數時得出全部z-x=2的平方整數解後增比;
由(n+3)^2-n^2=6n+9為完全平方數時得出全部z-x=3的平方整數解後增比;
由(n+4)^2-n^2=8n+16為完全平方數時得出全部z-x=4的平方整數解後增比;
…… 這種常數項的增加關係適合於全體整數,當取n=1、2、3 … 時,我們可得到整數中全部平方整數解。
所以費馬方程x^n+y^n=z^n在指數為2時成立。
同時,由於所有奇數的冪方都可表為2n+1及某些偶數的冪方可表為4n+4,6n+9,8n+16 …… 所以,還必有x^2+y^n=z^2整數解關係成立。
3次方時有:(n+1)^3-n^3
=n^3+3n^2+3n+1-n^3
=3n^2+3n+1
所以,3次方相鄰整數的立方數的增項差公式為3n^2+3n+1。
由於3n^2+3n+1是(n+1)^3的缺項公式,它仍然含有冪方關係,是3次絕對非方冪式。所以,n為任何整數時3n^2+3n+1的值都不是完全立方數,因而整數間不存在n^3+(3√3n^2+3n+1 )^3=(n+1)^3即z-x=1之立方整數解關係,由增比計演算法則可知,也不存在z-x=2,z-x=3,z-x=4,z-x=5……之立方整數解關係。但z-x>1的xyz互素的費馬方程式不能由增比法則表出,表出這些立方費馬方程式的方法是:
由(n+2)^3-n^3=6n2+12n+8,所以,n為任何整數它的值都不是完全立方數;
由(n+3)^3-n^3=9n2+27n+27,所以,n為任何整數它的值都不是完全立方數;
由(n+4)^3-n^3=12n2+48n+64,所以,n為任何整數它的值都不是完全立方數;
…… 這種常數項的增加關係適合於全體整數,當取n=1、2、3 … 時,費馬方程3次方關係經過增比後將覆蓋全體整數。
所以費馬方程x^n+y^n=z^n在指數為3時無整數解。
4次方時有;(n+1)^4-n^4
=n^4+4n^3+6n^2+4n+1-n^4
=4n^3+6n^2+4n+1
所以,4次方相鄰整數的4次方數的增項差公式為4n^3+6n^2+4n+1。
由於4n^3+6n^2+4n+1是(n+1)^4的缺項公式,它仍然含有冪方關係,是4次絕對非方冪式。所以,n為任何整數時4n^3+6n^2+4n+1的值都不是完全4次方數,因而整數間不存在n^4+(4√4n3+6n2+4n+1)^4=(n+1)^4即z-x=1之4次方整數解關係,由增比計演算法則可知,也不存在z-x=2,z-x=3,z-x=4,z-x=5……之4次方整數解關係。但z-x>1的xyz互素的費馬方程式不能由增比法則表出,表出這些4次方費馬方程式的方法是:
由(n+1)^4-n^4=8n3+24n2+32n+16,所以,n為任何整數它的值都不是完全4次方數;
由(n+1)^4-n^4=12n3+54n2+108n+81,所以,n為任何整數它的值都不是完全4次方數;
由(n+1)^4-n^4=16n3+96n2+256n+256,所以,n為任何整數它的值都不是完全4次方數;
…… 這種常數項的增加關係適合於全體整數,當取n=1、2、3 … 時,費馬方程4次方關係經過增比後將覆蓋全體整數。
所以費馬方程x^n+y^n=z^n在指數為4時無整數解。
m次方時,相鄰整數的方冪數的增項差公式為:
( n+1)^m-n^m
=n^m+mn^m-1+…+…+mn+1-n^m
=mn^m-1+…+…+mn+1
所以,m次方相鄰整數的m次方數的增項差公式為mn^m-1+…+…+mn+1。
由於mn^m-1+…+…+mn+1是(n+1)^m的缺項公式,它仍然含有冪方關係,是m次絕對非方冪式。所以,n為任何整數時mn^m-1+…+…+mn+1 的值都不是完全m次方數,因而整數間不存在n^m+(m√mn^m-1+…+…+mn+1)^m =(n+1)^m即z-x=1之m次方整數解關係,由增比計演算法則可知,也不存在z-x=2,z-x=3,z-x=4,z-x=5……之m次方整數解關係。但z-x>1的xyz互素的費馬方程式不能由增比法則表出,表出這些m次方費馬方程式的方法是:
由(n+2)^m-n^m=2mn^m-1+…+…+2^m-1 mn+2^m,所以,n為任何整數它的值都不是完全m次方數;
由(n+3)^m-n^m=3mn^m-1+…+…+3^m-1 mn+3^m,所以,n為任何整數它的值都不是完全m次方數;
由(n+4)^m-n^m=4mn^m-1+…+…+4^m-1 mn+4^m,所以,n為任何整數它的值都不是完全m次方數;
…… 這種常數項的增加關係適合於全體整數,當取n=1、2、3 … 時,費馬方程m次方關係經過增比後將覆蓋全體整數。
所以費馬方程x^n+y^n=z^n在指數為m時無整數解。
所以費馬方程x^n+y^n=z^n在指數n>2時永遠沒有整數解。
初三數學。試證明 無論m取何實數,關於x的方程 m 8m 17 x 2mx 1 0都是一元二次方程
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