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1、费马大定理的简短证明二梁增勇费马大定理:方程xn+/=Zn(1)无正整数解。证首先,假设人/Z有公共因子,则可将其约掉,方程变为An+Bn=Cn令C=A+c,CA,c无公共因子,则Cn=(A+c)nCn=n+wn,c+.+wAcn1+cn(2)(2)+(3)得:An+Bn+CnBnBn=Cn+An+nAnlc+.+“Acv+c=nAnc+.+fiAcnl+cn,cnAv,+.+Acn2+cnl)那么,8必含C因子,即c|8。令B=Ck,代入(4)得:(ck)n=c(nAn+.+nAcn2+c)1kn=nAn+iAcn2+cnl依一匹=An4+.+ncn2n,(小一D=And+.+nAcn2因为
2、i1,4.n(n-1).Cn(n-1)nAnl+.+nAcn2=nAni+An-c+.+A2cn3+nAcn2cnkn-)=nAAn-2+1AnjC+但一)Acn-3+cn2)22分析:因为方程(6)左边有Cn/,为了等式两边平衡,那么1)2)已知Ac无公共因子;要么,只能含C叫不可能,见定理1和2证明;3)最后,只求(An-2(n-l)1(11-1)1,人+-An-,c+.+-Acn-3+cn2c(4)(6)讨论:假设3)22成立,(An-2+(IAn-Ie+.(二-ACn-3+匕-2)含22A2+.S二)An-IC二)ACn-3+ca-2=wCni.22色含Cn-ICI(H1),(H1)1
3、CAn2=wcn-1An-lcAcn-i-ca-2An2=C(WCn-22(H-1).-An-22(n-l)ACn4-Cn-3)2(8)由(8)可导出C与A含公共因子,与已知C与A不含公共因子相矛盾。即3)之情况亦不可能存在。综合以上分析,1)2)3)之情况皆不可能存在,那么方程(7)、(6)、(5)、(4)、(3)、(2)、(1)皆不成立。定理1在方程(2)的条件下,含CnT不成立(见定理2)。证假设n含cni成立,则ncndO因为n3,那么:1)若c=l,n3则3ln,ncn,可能。但C=L(2)不成立(见定理2)。2)c2,n3,ncn,因为n个1相加(=n)比n-1个2相乘小。例如:n
4、=3,33,它们的差距就更大。即3不能包含C2。定理2.c=l,(2)不成立。证假设c=l,(2)成立并是An+Bn=(A+l)nAn+Bn=Ann4n,+.+w+lnn=nAn,+.+M+lno(9)假设B=A+b,bi,(A+b)n=n+nAnlb+.+nAbnl+bn.(10)那么(9)=(10):nAn1+.+nA+n=An+nAnlb+.nAbni+bn,An+nAn,/?+.+fiAbn1+bn(nAn,+.+A+111)=0,An+nAn,(?-1)+.+nA(/?111-1)+Z?n1=0(11)因为:An0,nAn,(-l)0,nA(bni-)0,bn-l0,所以(11)的左边A%即(11)不成立。那么假设c=l,(2)成立不为真。20230322最后,还需讨论人=0,*=81定理3若An=Bn1(2)不成立。证假设An=小,(2)成立,则2An=Cn.(12)1)如果A为奇数,显然(12)不成立。2)如果A不为奇数,由(12)可判断C为偶数,那么A和。有公因子2,与命题方程(2)中A、8和。无公因子矛盾。证毕。综上所述,方程(2)不成立。即方程(1)无正整数解。证毕。