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发表于 2011-9-16 09:59
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庄严数学研究成果展展版内容
庄严的研究论文及核心内容简介
(六)、勾股数新公式
文章题目:《关于勾股数计算的两个新公式》
核心内容:文章提出证明了勾股数通解公式——本文提出的勾股数定a直求理论,只通过完全的整数运算就可求得全部勾股数,是实求全体勾股数时最简单快速高效便捷的计算方法;本文提出证明的勾股数再生公式——发现了全体勾股数一个新的普遍性质,这个公式用最简单的整数乘2乘3和加法关系,就可轻易求得任意多、任意大的互素勾股数。(该文于2009年4月在辽宁省科协自然科学奖评审专家组通过答辩)
勾股数通解公式:
在以下a、b、c、Q关系中,当取定a值后,如Q值使b=(a2- Q2)÷2Q 是整数,则a、b、c必是勾股数;
```a≥3、4、5 …
`{ b=(a2-Q2)÷2Q
```c= b+Q
这里,使上式中(a2-Q2)÷2Q的值恒为整数的Q值条件是:
若a为≥3的奇数,在a2的标准分解因数(包括1)全排列重组乘积中,取小于a的因数积为Q。
若a为≥4的偶数,在a2的标准分解因数(包括1)中去掉一个2后为有效因数,在有效因数全排列重组乘积中,取小于a的偶数因数积为Q。
上式包含了全部勾股数,所以它是勾股数的通解公式。
应用例子:用定a直求法求a边为15时的勾股数?
解:由Q的取值方法分解a2得到152= 32×52,由公式条件得到满足b 为整数的Q值条件是:Q =1,Q =3,Q =5, Q= 32 =9;
由以上公式算得a值为15的全部勾股数分别是:(15,112,113);(15,36,39);(15,20,25);(15,8,17);
勾股数再生公式:
如(a,b,c)是直角三角形边长的一组整解(勾股数)满足a2+b2=c2关系,如有:
````a1=2(a+c)+b
``{ b1=2(b+c)+a
````c1=2(a+b)+3c
则此时的(a1,b1,c1)也是平方整数解(勾股数)关系,且具有b-a与b1-a1同差性质;此时的(a,b,c)(a1,b1,c1)具有相同的互素与不互素性质及同因数性质;
证:首先证明(a1,b1,c1)也是平方整数解(勾股数)关系成立;
若(a1,b1,c1)是勾股数必由(a,b,c)条件满足a12+b12=c12关系;
由a12=(2(a+c)+b)2,展开后得到
(2(a+c)+b)2=4a2+4ab+8ac+4bc+b2+4c2; (1)式
由b12=(2(b+c)+a)2,展开后得到
(2(a+c)+b)2=4b2+4ab+8bc+4ac+a2+4c2; (2)式
由c12=(2(a+b)+3c)2,展开后得到
(2(a+b)+3c)2=4a2+8ab+12ac+12bc+4b2+9c2,; (3)式
由a12+b12=c12关系取(1)+(2)得到:
5a2+8ab+12ac+12bc+5b2+8c2 , (4)式
比较(3)式(4)式,取(4)-(3)得到a2+b2-c2;
由此得到,对满足a2+b2=c2关系的整数(a,b,c),公式条件成立;
勾股数新公式的发现,进一步加深了人们对勾股数性质的认知。
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(七)、最大公约数、最小公倍数
文章题目:《最大公约数、最小公倍数定理与计算》
核心内容:提出证明最大公约数末位项相余定理;最小公倍数、最大公约数与两数之积互为除商定理。明确规范了最小公倍数计算理论。新理论较传统碾转相除法简单精炼,易教易学,更适合电子运算。
2.最大公约数末位项相余定理:
2.1 定义理1. 若a与b都是大于1的整数,在如下余数除法关系中:
a÷b≡c
b÷c≡d
c÷d≡e
…
若得到余数结果为0时,则此算式除数即为a与b的最大公约数;
3.最大公约数、最小公倍数与两数之积互为除商定理;
3.1 定理2. 若a与b都是大于1的整数,如求得d是a和b的最大公约数,则有:
G是a与b的最小公倍数;
最大公约数、最小公倍数概念做为数论基础常识,不但被中小学生所掌握,也是数论专业必不可缺少的教学内容之一。前人在此方面已建立了相关的理论方法。但是,现今数学上对最大公约数、最小公倍数的计算理论总结较为模糊、实践过程繁难,特别是带余除法条件不适合计算机充分发挥运算能力。本文从两整数间的最大公约数、最小公倍数的性质入手,重新总结了最大公约数、最小公倍数的理论概念和实践方法。新理论使最大公约数、最小公倍数理论清晰明了,新理论使人类对最大公约数、最小公倍数的计算能力一步到位的进入了电子计算机时代。
例1 计算10^12000-1和2^200+1的最大公约数?
解:
(10^12000-1, 2^200+1) = 40987201;
例2.求2^49+11554,3^34-13859968的最小公倍数?
解:
[2^49+11554,3^34-13859968]=159162452461556288935326
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(八)、二次完全平方剩余与同序因数
文章题目:《二次完全平方剩余的性质与同序因数分解法》
核心内容:本文建立了二次完全平方剩余、同序因数等数学新概念,对二次完全平方剩余的一般性质进行了阐述。本文把二次完全平方剩余的性质应用到因数分解研究中,提出了因数分解的又一新理论与实践方法——同序因数分解法,为因数分解问题增添了新思维。
同序因数分解理论较以前各种理论方法效率更高更快更简单,更适合机器运算,进一步的深入研究有可能为整数的因数分解和明钥密码问题带来全新的研究方向。
数字分解实例:
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×
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文后展示了由解码器完成实算8000位和7800位的两个素数相乘后进行再分解的全过程;同序因数分解软件为因数分解的理论实践增添了新内容。
一个由997的997次方随机产生的1495位的数字串
7071905006258345696823443557700309726879716143962340380754937973883690976747854514904659045651682508941280780402398644412391910323395879822602903457834652917781377166386719865090464250604103741012297159185299773920682649797987379308481381095707685387484791607108174916572514678402085178008851307945104525881528704793353161857833366986149007668176081859379105938467596057950156595258181117479782297776770080316879401092375140012174877234774650391618184548746165509140544715798773977616967019994361134102157534331496553685277224341767274039250057477095190975411792386561952643659137804066268068449962478247240863780097330560444593453832871027428840845892556719160401317262662105948464641121349917288291223855696443872995153331543454938706873999058228492424263122195633900895401107759793803165530054139787375876924604303424967095799027395471997094681090737768440759184708149118509455520103838553136100586186907132269878013407063764650131533289944045581031425516836977306178477434703598716907974035897666715379629118419093653205660607738169140874800500125718351830488608715367291153180967509708288284616134711207637582062242029098582518309058724166722462374687061933736578577880658487254169107017459487613268229993068618628395428239848368031734946219422221128638740635329865514896853645979171957326126882985221191582837218511719698968934370305324382680274132258406805964506488062050172934810665541592844833600962747294976761012051952861187620556538585211130541219444804845412495249233091499855571569
庄严的研究论文及核心内容简介
(九)探索素数等差数列问题
文章题目:《素数等差数列项数不能任意多的理论与实践》
核心内容:本文在迭加因数剩余素数理论、模根剩余法判定表示素数基础上,从条件素数通式中素数模根密度比值变化规律、素数模根主项比值率造成密度波浪分布、素数等差数列增项系数的角度,探索了素数等差数列的增项发展规律,并通过大量计算数据佐证了理论结果。本文得出:素数等差数列的存在,是定模后含有素数的同余式模根数列在迭加因数迭加通过后,素数模根出现的连续3项以上剩余分布现象。在现今可实践范围内,素数等差数列的项数逐渐增多,随着模的增大,素数等差数列项数继续增多的条件将逐步消失。因此不会存在任意多项的素数等差数列。
第500个素数mc(P500)=mc(3571)做模、余数类型3581的条件素数通式,模根数列0—10000的素数模根分布;
55758984689722289456584343973980218794222360410370486600876521412561125169842671687886659915627578314485846550630950819222944524683009022878904770556027761956176488812292947382221931874253777633437134510302575839253650054921377787870682931197177767075132066757080223218612334159440129580349733289519851712159301522543375931349514587435859733735492107313994296156667043427503419582986673982781662867774668590894039881444170127494445039158987921893949715756676877065894693174740972110652141354362897063044455133797605358546568865726130200450453398931223850324605731252778030970280877206693651731691258544219166428510983029690134652373911775732908004812834312649502260848024341710451795869414983978894963623609913555075593913506181212315124360418666956947337288293197871647777293433519967777021652707770405176662004780202185197896420100824550604276415913952059512150237556052370573695632895271000161855803676535981069482744636004186492414111780359468308325187790134844420749002485723228045872532060620305108426893986989664679237034516531411338218169547038879067681156735284547880657542717850600363029661184202208190403252715716314896654798165882449121636125113013429667194028678491053161776662222026477230231753388170200194252994989570844676016623850478712701514744167948059592159916557939219142408953431605497685148890617736571690321615596678521870072250349196777695604645216560710894365610004262956414917197159252312387646100359038105613845904908753479298728844314517378439149416982869986427478111210565465393664365910490{ap}+3581
模×模根值 +3581= 素数
0(素数模根)
187(素数模根)
828(素数模根)
1181(素数模根)
1272(素数模根)
1505(素数模根)
1786(素数模根)
1810(素数模根)
……
本文揭示,在迭加因数剩余素数理论、模根剩余法判定表示素数体系条件下,对一些原本高深复杂的素数问题的阐述证明将变得直观简单。
庄严的研究论文及核心内容简介
(十)、探索新理论应用
项目题目:《GZZ型系列数论计算软件》
核心内容:在探索新理论长期实践中,先后合作开发出:余数循环节软件、最大公约数软件、最小公倍数软件、2X±b型素数判定软件、整数标准分解软件、费马数因子软件、梅森数因子软件、素数(P-1)!软件、素数(P-2)!软件、同序因数分解软件等,这些软件的计算精度都在万位数以上,具有强大的使用功能,是数学学习和数论爱好者研究者理想的帮手工具。
两整数互素及计算最大公约数软件版权,中国国家版权局计软著登2005SR01900号;
2X±b型素数判定软件版权登记号:中国国家版权局计软著登2005SR01899号;
实例:求费马数F3723的一个因子;
a=2
k=3724
m=2
x=3725
g=13308899
b=1
2889854502504975042420449172017549355177318259044203268066678306343681487678941119819135332014173535823416637813492430176930867736435111562317909765745196666775311320370960791505200739223735369766479363112254131641093647181641951763577244703099680022594205699819760100252219981949626588434007467518707225166922075624905136637135637990753415290034887140394108510429571330337390861511206342796172479094958310277903467540670448492254178636964336758958979260064579692877890938141961065639402302386549827837290688408072701734493989976206867945125478327845222122450003503127875601526389138938755488351055636344645616545447994460547728439651248810494090881955568768312347159575009600761357141048885982837859772834980596616384207433520931780806244486609653033913183728601552263196794501974823822884032439489858864852076110792461691887378933676501751703850530437257870554932782400984374052375185272324007172063745192662986798186531850209583239937207572901918752735102270129214367170098299057062473142562442163039774898378849118955627348641915502661977948534219798147484341067649214256534060776092851752180067853000325179584438149597626369
《GZZ型系列数论计算软件》的普及,可改变人们的传统计算器的认识,使数学计算进入高精度时代。
致谢:
本人在多年探索研究过程中,得到了辽宁师专的田源生老师、辽宁大学的尹作非老师、沈阳师范大学的王之泰老师、驻军86550部队技术处的韦武昌同志、中科院长春物理研究所的庄文同志、辽阳电业局的陈士亮同志、辽阳锻压厂的关佐卿同志、江苏省苏州市郭先强老师等给予的大力帮助,本人在此一并表示衷心的感谢!
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