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二十世纪三大数学猜想之证明

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发表于 2023-4-11 09:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
二十世纪三大数学猜想之证明。
A费马定理猜想
B四色定理猜想
C歌德巴赫猜想

A.费马定理n=3情形证明。

若成立,则x*x*x+y*y*y=z*z*z有正整解。
在三维直角坐标系的第一象限内,构造一个顶点与原点重合,该顶点所在的边在数轴上的边长为z的立方体。

1.当ⅹ=y时,则有z*z*z=2x*x*x,此时无整数解,矛盾。

2.当x<z/2,各顶点作半经为x的球,则有24个点为边与球的交叉点,可将立方体分成一个三阶魔方,分成27个互不相交的长方体和立方体,最中间的1个立方体边长为z-x,体积为(z-x)*(z-x)*(z-x),所有顶点所在8个立方体边长为x,体积为x*x*x,边与大立方体边相重的长方体有12个,每一个体积为为(z-x)*x*x,剩下的6个长方体的边不与大立方体边相重合,每一个的体积为(z-x)(z-x)*x
27个小方体体积相加等于大立方体体积。
则有公式
8x*x*x+(z-x)*(z-x)*(z-x)+12x*x*(z-x)+6*x*(z-x)*(z-x)
化简后得(x+z)(x*x+x*z+z*z)
27个小立方体体积和等于大立方体体积,所以有z*z*z=(x+z)(x*x+x*z+z*z)
显然等式不成立。

3.当z/2<x<z时,用z-x作8个球。同理,
化简后得
(2z-x)*(z*z-2z*x+x*x+z*z-x*z+z*z)=
(2z-x)*(3z*z+x*x+-3z*x)=
(2z-x)*(3z*z-3z*x+x*x)=(2z-x)*((3z/2-x)*(3z/2-x)+3z*z/4)
根据体积相等则有
(2z-x)*((3z/2-x)*(3z/2-x)+3z*z/4)=z*z*z
当x>z/2时,显然左边>z*((z/2)*(z/2)+3z*z/4)=z*z*z
显然矛盾。
n=3的情形得证。

B.四色定理的证明
地球的地图如果能用四色来区分,将平面的反面看作一个点,那么平面的四色定理的证明必定可以实现。
问题转化为球面是否可以用四色来区分。证明如下:
对于n个区域的地图,先任意找一区域A0,让该区域着色为C1,该区域相邻的区域为k个,分别记为A11,A12,.....,A1k,那么问题转化为区域A0的边界线BA0,是否可以用剩下的颜色C2,C3,C4着色并使得边界线BA0中分别属于区域A11,A12,.....,A1k的每条相邻的线段颜色不同,现有三种颜色,对于边界线BA0只需使用两种颜色即可实现染色,不妨取C2,C3两种颜色,区域A11,A12,.....,A1k的集合的边界线去除BA0后必定行成一个封闭的曲线记为BAK0,我们不妨用C1,C4对曲线BAK0相间着色,那么就实现了区域A11,A12,.....,A1k集合的相邻区域集合A21,A22,......,A2m的着色,如此循环下去,未着色区域逐渐减少,最终等于0。

C.歌德巴赫猜想证明
任何一个大于6的偶数都可写成两素数之和:
构造顺序素数集,1,2,3,5,......,An-1,An。
...............
因此,定理证毕。
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