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費爾馬大定理最簡單的證明
- 由 正能量奔跑的少年 發表于 籃球
- 2021-10-16
費馬定理怎麼證明
費爾馬大定理的命題為:“a的n次方 + b的n次方 = c的n次方”在 a,b,c,n都是非零正整數的情況下,n的值只能是1和2 。
下面給出證明。
n取1的話,a,b,c可以為正整數我們無須證明。
我們現在來考慮n為大於1的正整數的情況,首先把n取一個大於1的固定值,讓a和b各自從1開始,到2,再到3,再到4······這樣以正整數逐步增加,我們可以發現c的值隨著a,b的值增加而增加,並且是一系列以開n次方的無理數在增加。
c 的值在逐步增大,假如我們突然發現,c 的值出現了一個正整數。
這個時候我們可以用三根數軸c,a,b來描述c,a,b,讓三根數軸c,a,b處於一個平面內。
我們可以大致判斷一下,這個時候c大於a和b,而小於a+b,c,a,b又都是正整數,所以,數軸c,a,b可以組成一個三角形,令θ 為a和b之間的夾角,這樣有:
c^2 = a^2 + b^2 - 2abcosθ
如果c^2 = a^2 + b^2也能夠成立,和上式比較有:
- 2abcosθ = 0
上式a,b為大於零的正整數,所以cosθ = 0,這樣θ 為90度直角,a,b,c可以組成一個直角三角形,c是斜邊,我們知道, 直角三角形中a,b各自從1開始以正整數增加,c開始以開2次方的無理數在增加。
前面的方程:
a的n次方+b的n次方= c的n次方
中,當a,b各自從1開始以正整數增加時,如果和“c的值的增加量是開n次方的無理數”不矛盾的話,n的值只能是2。
因為n取3的話,是以開3 次方無理數開始增加的,n取4的話,是以開4次方無理數開始增加的······,以此類推。
證畢。
還有兩個推論,n大於2的時候,方程沒有有理數解。
我們用尺子和圓規在平面上畫不出開n(n為大於2的正整數)次方的無理數。這個也是費爾馬定理對應的物理實質。
作者,張祥前