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《费马大定理的生成路径证明体系》论文完整证明过程及结论
一、核心证明框架
‌生成路径理论‌
通过“垂直路径”(固定a=b=m,c从m+1递增至2m-1)和“水平路径”(固定b=m,c=t,a从m-1递减至c-(m-1))系统化分类所有可能的费马三元组候选,并将其回溯至唯一的模三元组(m, m, m+1)‌。
‌垂直路径‌:生成等腰三元组序列,如(m, m, m+1)、(m, m, m+2)等。
‌水平路径‌:生成非等腰三元组,如(m-1, m, t)、(m-2, m, t)等。
‌临界指数分析‌
定义三元组(a, b, c)的临界指数n_crit为方程a^η + b^η = c^η的唯一正实数解。若n_crit为无理数,则该三元组对所有整数n无解‌。
‌模三元组的临界指数‌:对于(m, m, m+1),n_crit满足2m^(n_crit-1) = (m+1)^n_crit,通过实分析可证明n_crit为无理数‌。
‌指数上界引理‌
若(a, b, c)是n ≥ 3时的解,则必有n < a。反证法证明:若n ≥ a,则c^n ≥ (a+1)^n > a^n + b^n,矛盾‌。
‌推论‌:模三元组(m, m, m+1)若为解,则n < m,但m^(n-1)的整数性要求n=2,与n ≥ 3矛盾‌。
‌无解性传递‌
模三元组的无解性通过生成路径传递至所有关联三元组:
‌垂直路径‌:若(m, m, m+1)无解,则(m, m, m+k)也无解(因n_crit随k增大仍为无理数)。
‌水平路径‌:若(m-k, m, t)无解,则(m-(k+1), m, t)也无解(因n_crit的单调性)‌。
二、结论
‌费马大定理的证明‌
通过生成路径的完备性,所有可能的费马三元组可回溯至模三元组(m, m, m+1)。由于模三元组的临界指数n_crit为无理数,且n < m的约束排除了n ≥ 3的解存在性,因此原方程a^n + b^n = c^n在n > 2时无正整数解‌。
‌理论意义‌
该证明体系避免了 |
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