. ' ?《對(duì)數(shù)學(xué)“結(jié)構(gòu)”實(shí)質(zhì)的深度思考,及對(duì)費(fèi)馬大定理,比爾猜想等的新穎證明》 四川 鄧建生 (一)
1. 無限延展的自然數(shù),作為數(shù)學(xué)的開端與基礎(chǔ),就其實(shí)質(zhì)而言:是對(duì)世界“一”生成“多”,“多”歸屬“一”這一基本內(nèi)在特征的無限多種樣式呈現(xiàn)。 2. 這一無限多種樣式呈現(xiàn),致使每一大于“1”的自然數(shù),都體現(xiàn)出一種:“由數(shù)量差異相同整體組合成更大整體”的純粹(素?cái)?shù)),或多重交織(合數(shù))抽象組合的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。這一基本的“由相同整體組合”的內(nèi)在結(jié)構(gòu),奠定了自然數(shù)與數(shù)學(xué)能呈顯統(tǒng)一,和諧,對(duì)稱之美的基礎(chǔ)。 3.自然數(shù)所蘊(yùn)含的這些無限豐富多樣的內(nèi)在抽象結(jié)構(gòu)(及所加減乘除等運(yùn)演而擴(kuò)域出的有理數(shù)無理數(shù)等更奧秘結(jié)構(gòu))外射在時(shí)空中,即顯象為無限豐繁有形的并相互關(guān)聯(lián)的物象結(jié)構(gòu)狀態(tài)。這即是世界萬象的結(jié)構(gòu)及相互關(guān)聯(lián),可以數(shù)學(xué)來統(tǒng)攝表達(dá)的終極緣由。也是古希臘偉大的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派認(rèn)為“萬物的本源為數(shù)”的深刻緣由。 4.數(shù)與數(shù),特別是自然數(shù)、整數(shù)間的加減和乘法運(yùn)算,不單是一種量的變化運(yùn)算,更應(yīng)看成是數(shù)與數(shù),特別是自然數(shù)及整數(shù)間結(jié)構(gòu)的不斷“建構(gòu)與解構(gòu)”而創(chuàng)生出一新的結(jié)構(gòu)的過程。而數(shù)學(xué)方程的本質(zhì),不僅表明的是方程兩邊項(xiàng)式在量上的相等,更深的意義在于:表明方程兩邊項(xiàng)式在結(jié)構(gòu)上具有同一的對(duì)稱性!正是由于數(shù)學(xué)方程的這一性質(zhì),在世界萬千物象中,一旦有些物象由數(shù)學(xué)方程建立起聯(lián)系,即能揭示這些物象間作為其本質(zhì)的“內(nèi)在結(jié)構(gòu)”所隱含的同一、一致性與對(duì)稱性。 5.自然數(shù)和整數(shù),是各式各樣“多歸屬一”的統(tǒng)一整體,簡稱“一體”。一個(gè)自然數(shù)和整數(shù)所含有的相異素?cái)?shù)因子愈多,則表明該自然數(shù)和整數(shù)愈具有多重交織的豐富結(jié)構(gòu)。一個(gè)自然數(shù)和整數(shù)所含有的素?cái)?shù)因子若為n次方,則表明該自然數(shù)和整數(shù)在多重的層次上卻顯現(xiàn)出相同特征的結(jié)構(gòu)。 同理,自然數(shù)、整數(shù)間的乘方和乘積,也是一更高層次的統(tǒng)一整體,相比這更高的“一體”,相乘的自然數(shù)和整數(shù)成為是它內(nèi)在的形式結(jié)構(gòu)。 6. 自然數(shù)和整數(shù)間的乘法和加減運(yùn)演而組合創(chuàng)生出的新“一體”結(jié)構(gòu),必會(huì)呈顯為是一個(gè)整數(shù)所蘊(yùn)含的結(jié)構(gòu),而相對(duì)于創(chuàng)生出這一整數(shù)的運(yùn)演方式,我們可看成是該整數(shù)的“運(yùn)演結(jié)構(gòu)”,或看成是該整數(shù)的一種“逆向解構(gòu)”。由此,整數(shù)內(nèi)含的結(jié)構(gòu)與它的“運(yùn)演結(jié)構(gòu)”具有可以相互置換的同一與對(duì)稱性。 7.一整數(shù)內(nèi)含的結(jié)構(gòu)形式是唯一的,確定的,而它的“運(yùn)演結(jié)構(gòu)”或“逆向解構(gòu)”:一個(gè)整數(shù),呈顯為多個(gè)“一體結(jié)構(gòu)”的加減形式,卻具有多種的可能性和不確定性 (例如:整數(shù)15可解構(gòu)為7+8,也可解構(gòu)為4+5+6)。然而,在這些多種的可能性和不確定性中,我們?nèi)钥烧业接烧麛?shù)內(nèi)在的結(jié)構(gòu)性質(zhì)所決定其“運(yùn)演結(jié)構(gòu)”或“逆向解構(gòu)”在某些方面的必然性和確定性(例如:奇數(shù)被解構(gòu)為奇數(shù)之相加減時(shí),其項(xiàng)數(shù)必是奇次項(xiàng),且必能分解為各項(xiàng)是素?cái)?shù)的乘積,而偶數(shù)被解構(gòu)為奇數(shù)之相加減時(shí),則必為偶次項(xiàng)等)。這一必然性和確定性,我們可將其看作為是整數(shù)內(nèi)在的結(jié)構(gòu)特征在它的“運(yùn)演結(jié)構(gòu)”或“逆向解構(gòu)”中所必會(huì)外顯的“結(jié)構(gòu)形態(tài)”。 而一整數(shù)內(nèi)在的結(jié)構(gòu)特征和其“運(yùn)演”或“解構(gòu)”方式愈是獨(dú)特,致使它的“運(yùn)演結(jié)構(gòu)”或“逆向解構(gòu)”里,其“結(jié)構(gòu)形態(tài)”的必然性和確定性就愈是突出地顯示在該“結(jié)構(gòu)形態(tài)”的項(xiàng)數(shù)、系數(shù)、各項(xiàng)元的分布及指數(shù)狀況等多個(gè)方面。以至當(dāng)一整數(shù)內(nèi)在的結(jié)構(gòu)特征和其“運(yùn)演”或“解構(gòu)”方式的獨(dú)特性達(dá)到某一程度,其“結(jié)構(gòu)形態(tài)”將顯示出其“唯一不二”的必然性與確定性。 (二) 1.由以上的認(rèn)識(shí),我們來專以考察分析:當(dāng)一整數(shù)以“自乘積”組合為更大“一體”時(shí),先從內(nèi)部“解構(gòu)”為兩個(gè)整數(shù)元相加減而展開的“解構(gòu)運(yùn)演”,其整數(shù)性“結(jié)構(gòu)形態(tài)”所顯示的必然與確定性特征。(因?yàn)?,若以一般外在“解?gòu)運(yùn)演”的考察分析方式, 如S?-x?'=y,我們只能得到S?=x?'+y,而y的必然確定性指數(shù)特征,及與S和x指數(shù)之間的關(guān)聯(lián),我們無從得知) 2.首先,凡有整數(shù)S,其自乘積為S?(n為>1整數(shù)),從內(nèi)部進(jìn)行“解構(gòu)運(yùn)演”,我們定可以將S?先分離為最單純基本的兩個(gè)整數(shù)元相加減的如下自乘積形式:S?=(x+y)?或S?=(x-y)?,再進(jìn)行充分的“解構(gòu)運(yùn)演”,從而得到它們特定的展開式,這便是重要的“二項(xiàng)式定理”。在這樣的“解構(gòu)運(yùn)演”中,可清晰地區(qū)分和顯示:作為解構(gòu)后,無x和y一次方單元項(xiàng),其和=S?(n為>1整數(shù))的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,有著特定各有的“結(jié)構(gòu)形態(tài)”,在項(xiàng)數(shù)及加減形式、系數(shù)、各項(xiàng)的二元分布及指數(shù)狀況等各方面預(yù)先是由(x+y)?和(x-y)?的指數(shù)n和+、- 必然確定地決定的。而尤其值得注意的是:由此“解構(gòu)運(yùn)演”,揭示出了一個(gè)非有二元一次方單元項(xiàng),而有高于二元一次方單元項(xiàng)的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,以其何種必然確定的“結(jié)構(gòu)形態(tài)”與相應(yīng)整數(shù)S的n次方所形成的對(duì)稱關(guān)聯(lián)。 所以就普遍和一般而言,一個(gè)無有x1和y1單元項(xiàng)而有x?'和y?''單元項(xiàng)存在的整數(shù)型二元多項(xiàng)式之和,若要等于一整數(shù)s?,其應(yīng)具有s?依此“二項(xiàng)式定理”進(jìn)行的“解構(gòu)運(yùn)演”后,所必呈顯的確定“結(jié)構(gòu)形態(tài)”,我們一般可以由是否相符“二項(xiàng)式定理”展開式的特定結(jié)構(gòu)形態(tài),來判別一個(gè)整數(shù)型二元多項(xiàng)式的和,是否=s?。 3. 唯有當(dāng)此例外:在一些特殊的整數(shù)s',其s'?先從內(nèi)部解構(gòu)為兩個(gè)最單純基本的整數(shù)元相加減乘積形式,不僅定可先分離為:s'?=(x+y)?或 s'?=(x-y)?自乘積的形式,還可能分離為僅存的最后一種獨(dú)具意義的兩單純基本整數(shù)元相加減的乘積形式:s'?=(x'+y')(x'-y') 例如:303=(179+71)(179-71),42?=(18751+14863)(18751-14863),其“解構(gòu)運(yùn)演”的結(jié)果可不同于二項(xiàng)展開式。之所以可能有s'?=(x'+y')(x'-y'),這因?yàn)榛蚴牵?x'+y')和(x'-y')分別剛好為整數(shù)f?和j?,或是(x'+y')(x'-y')的乘積能有f'?j'?。因此 ,若s'?=(x'+y')(x'-y'),則s'?先從內(nèi)部解構(gòu)為兩個(gè)最單純基本整數(shù)元運(yùn)演的二元多項(xiàng)展開式不僅有依“二項(xiàng)式定理”的展開式,還有依平方差公式的展開式:s'?=(x'+y')(x'-y')=x'2-y'2,以及當(dāng)設(shè)x'=y'+r (r為整數(shù))則s'?=2y'r+r2, 當(dāng)設(shè)y'=x'-r 則s'?=2x'r-r2的展開式。而更由此有其獨(dú)具特征和意義的方程式:y'2+s'?=x'2 由此,相關(guān)聯(lián)的x'2,y'2, 也不僅有依“二項(xiàng)式定理”而進(jìn)行運(yùn)演的二元多項(xiàng)展開式,還會(huì)有其它形式的展開式:若s'?=x'2-y'2 則有x'2=y'2+s'? ,設(shè)y'=s'±r (r為整數(shù))則有x'2=s'?+s'2±2s'r+r2 則必會(huì)有:(x'+r)(x'-r)=s'?+s'2±2s'r 或(x'+s')(x'-s')=s'?±2s'r+r2設(shè)s'=y'±r 則有x'2=y'2+y'?±C?1y'???1 ?r±C?2y'???2?r2±C?3y'???3 ?r3……±C????1 ?y'r???1 ?±r?則必會(huì)有:(x'+y')(x'-y')=y'?±C?1y'???1 ?r±C?2y'???2?r2±C?3y'???3 ?r3……±C????1 ?y'r???1 ?±r?s'?=x'2-y'2 則還有 , y'2=x'2-s'? ,設(shè)x'=s'±r (r為整數(shù))則有:y'2=s'2±2s'r+r2-s'?則必會(huì)有:(y'+r)(y'-r)=s'2±2s'r-s'?或(y'+s'2)(y'-s'2)=r2±2s'r-s'?設(shè)s'=x'±r 則有y'2=x'2-x'?±C?1x'???1 ?r±C?2x'???2?r2±C?3x'???3 ?r3……±C????1 ?x'r???1 ?±r?則必會(huì)有:(y'+x')(y'-x')=-x'?±C?1x'???1 ?r±C?2x'???2?r2±C?3x'???3 ?r3……±C????1 ?x'r???1 ?±r? 4. 由此,我們從更深度和完全的意義上,得出判斷一個(gè)各項(xiàng)均為整數(shù)的二元多項(xiàng)式的和,是否=S?的如下具有普遍必然性的認(rèn)知判定: 判定1:一個(gè)整數(shù)S,其為自乘積S?,先從內(nèi)部分離為最單純基本兩個(gè)整數(shù)元加減而進(jìn)行的“解構(gòu)運(yùn)演”,可顯示出該整數(shù)在不同的方次上,其“結(jié)構(gòu)形態(tài)”的獨(dú)特必然與確定性特征。尤其是唯有如此的解構(gòu)運(yùn)演,才能必然確定地解構(gòu)出未有指數(shù)為1的X和Y單元項(xiàng),而有指數(shù)為>1整數(shù)的X和Y單元項(xiàng)的存在。 判定2:若一展開的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,未有指數(shù)為1的X和Y單元項(xiàng),而有指數(shù)高于1的X和(或)Y單元項(xiàng),其和若要=S?(n為>2正整數(shù)),則除為(X+Y)(X-Y)展開的結(jié)構(gòu)形態(tài)X2-Y2或其特定變形式:S?=2yr+r2, S?=2xr-r2外, 必需具有相對(duì)應(yīng)的依“二項(xiàng)式定理”展開的結(jié)構(gòu)形態(tài)。 判定3:若一展開的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,是具(X+Y)(X-Y)展開的結(jié)構(gòu)形態(tài)X2-Y2,或其特定變形式2yr+r2, 2xr-r2, 則可能有:Y2+S?=X2這獨(dú)有特征和意義的方程式,也可能有方程式s?=2yr+r2, s?=2xr-r2。 判定4: 若一展開的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,無有指數(shù)為1的X和Y單元項(xiàng),而有指數(shù)高于1的X和(或)Y單元項(xiàng),其既不具二項(xiàng)式展開的特定結(jié)構(gòu)形態(tài),又未顯示為是(x+y)(x-y)的展開式X2-Y2以及其變形式2yr+r2, 2xr-r2,則其和只可能=S2,該二元多項(xiàng)式可能=S2還需有的必要條件是:建立起來的這一方程,經(jīng)過對(duì)稱轉(zhuǎn)換,其等式的一邊必能置換為(S+X)(S-X)或(S+Y)(S-Y)兩個(gè)最單純基本整數(shù)元相加減后的乘積形式。 判定5:由判定2.3.4可引伸得出:若一展開項(xiàng)數(shù)超過兩項(xiàng)的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,其無有指數(shù)為1的X和Y單元項(xiàng),有X?和Y?'(n和n'為>1正整數(shù))單元項(xiàng),若n<n'則其和只可能=S?,若n>n'則其和只可能=S?'。 (三) 1. 由上面的5個(gè)普遍必然性判定,我們由此來證明“費(fèi)馬大定理”: a?+b?≠c?(a.b.c為互質(zhì)正整數(shù),n為≥3整數(shù)), 假若a?+b?=c?,設(shè)b=a±r(r為整數(shù)),則為a?+(a±r)?=c?展開有:a?+a?±C?1a???1 ?r±C?2a???2?r2±C?3a???3 ?r3……+C????1 ?ar???1 ?±r?=c? 即:2a?±C?1a???1 ?r±C?2a???2?r2±C?3a???3 ?r3……±C????1 ?ar???1 ?±r?=c?, 其等式左邊二元多項(xiàng)式,未有a1和r1單元項(xiàng),首項(xiàng)又為2a?(n為>2正整數(shù))的形式,所以:1. 既不具有且不可能轉(zhuǎn)化為任何的(X±Y)^N 展開的結(jié)構(gòu)形態(tài)。2. 也不具有且不可能轉(zhuǎn)化為(X+Y)(X-Y)展開的X2-Y2及變形式2yr+r2, 2xr-r2結(jié)構(gòu)形態(tài)。3. 而c?若要解構(gòu)為必?zé)o有X1和Y1單元項(xiàng)而必有X?和(或)Y?單元項(xiàng)的二元多項(xiàng)式,卻必或在(X±Y)^N展開的結(jié)構(gòu)形態(tài),或在(X+Y)(X-Y)展開的X2-Y2及變形式2yr+r2, 2xr-r2的結(jié)構(gòu)形態(tài)中。4.又因c?其方次n>2,所以該方程不可能有解。依據(jù)判定1.2.4故: a?+b?≠c?(n為≥3整數(shù)) 2.證明“比爾猜想”: a?+b?≠c?(a.b.c為互質(zhì)正整數(shù);x,y,n為≥3整數(shù)), 假若a?+b?=c?,設(shè)b=a±r(r為整數(shù)),則為a?+(a±r)?=c?展開有:a?+a?±C?1a???1 ?r±C?2a???2?r2±C?3a???3 ?r3±……±C????1 ?ar???1 ?±r?=c? 即:a?(a???+1)±C?1a???1 ?r±C?2a???2?r2±C?3a???3 ?r3……±C????1 ?ar???1 ?±r?=c? 其等式左邊二元多項(xiàng)式,未有a1和r1單元項(xiàng),首項(xiàng)又為a?(a???+1)(y為>2正整數(shù))的形式,所以:1. 既不具有且不可能轉(zhuǎn)化為任何的(X±Y)^N 展開的結(jié)構(gòu)形態(tài)。2. 也不具有且不可能轉(zhuǎn)化為 (X+Y)(X-Y)展開的X2-Y2及變形式2yr+r2, 2xr-r2結(jié)構(gòu)形態(tài)。3. 而c?若要解構(gòu)為必?zé)o有X1和Y1單元項(xiàng)而必有X?和(或)Y?'單元項(xiàng)的二元多項(xiàng)式,卻必或在(X±Y)^N展開的結(jié)構(gòu)形態(tài),或在(X+Y)(X-Y)展開X2-Y2及變形式2yr+r2, 2xr-r2的結(jié)構(gòu)形態(tài)中。4.又因c?其方次n>2,所以該方程不可能有解。依據(jù)判定1.2.4故: a?+b?≠c?(x,y,n為≥3整數(shù)) 3.證明a2+b?≠c?(a.b.c為彼此互質(zhì)正整數(shù);y,n為>2的正整數(shù)):假若a2+b?=c?設(shè)a=b±r(r為整數(shù))a2+b?=c? 則可以表達(dá)為:b2±2br+r2+b?=c?則有:b2(b??2+1)±2br+r2=c?其等式左邊二元多項(xiàng)式,未有a1和r1單元項(xiàng),首項(xiàng)又為b2(b??2+1)的形式,所以:1· 既不具有且不可能轉(zhuǎn)化為任何(X±Y)^N 展開的結(jié)構(gòu)形態(tài)。2. 也不具有且不可能轉(zhuǎn)化為(X+Y)(X-Y)展開的X2-Y2及變形式2yr+r2, 2xr-r2結(jié)構(gòu)形態(tài)。3. 而c?若要解構(gòu)為必?zé)o有X1和Y1單元項(xiàng)而必有X?和(或)Y?'單元項(xiàng)的二元多項(xiàng)式,必或在(X±Y)^N展開的結(jié)構(gòu)形態(tài),或在(X+Y)(X-Y)展開X2-Y2及變形式2yr+r2, 2xr-r2的結(jié)構(gòu)形態(tài)中。4. 又因c?其方次n>2,所以該方程不可能有解。依據(jù)判定1.2.4.故: a2+b?≠c? (a.b.c為彼此互質(zhì)正整數(shù);y,n為>2的正整數(shù)) 4.證明a?+b?≠c2(a.b.c為彼此互質(zhì)正整數(shù);x,y為>2的正整數(shù)):假若a?+b?=c2 設(shè)b=a±r(r為整數(shù))a?+b?=c2 則可以表達(dá)為:a?+a?±C?1a???1 ?r±C?2a???2?r2±C?3a???3 ?r3……+C????1 ?ar???1 ?±r?=c2 即:a?(a???+1)±C?1a???1 ?r±C?2a???2?r2±C?3a???3 ?r3……+C????1 ?ar???1 ?±r?=c2其等式左邊二元多項(xiàng)式,未有a1和r1單元項(xiàng),首項(xiàng)又為a?(a???+1)形式,所以:1· 既不具有且不可能轉(zhuǎn)化為任何(X±Y)^N展開的結(jié)構(gòu)形態(tài)。2. 也不具有且不可能轉(zhuǎn)化為X2-Y2及變形式2yr+r2,2xr-r2結(jié)構(gòu)形態(tài)。3. 而c2若要解構(gòu)為必?zé)o有X1和Y1單元項(xiàng)而必有X?和(或)Y?'單元項(xiàng)的二元多項(xiàng)式,必或在(X±Y)^N展開的結(jié)構(gòu)形態(tài),或在(X+Y)(X-Y)展開的X2-Y2及變形式2yr+r2, 2xr-r2結(jié)構(gòu)形態(tài)中。4. 該方程右邊雖為c2,因左邊x和r方次>2,不可能通過對(duì)稱轉(zhuǎn)換,將方程右邊置換為(c+r)(c-r)或(c+x)(c-x)依據(jù)判定1.2.4.故: a?+b?≠c2(a.b.c為彼此互質(zhì)正整數(shù);x,y為>2的正整數(shù)): 5.由上面的逐一證明,我們可得知一總的結(jié)論: A?+B?=C?(x,y,n 為≥2正整數(shù))的互質(zhì)整數(shù)方程中,唯有A2+B?=C2 有解,其余均無解! 至此:通過對(duì)整數(shù)及整數(shù)的運(yùn)演和整數(shù)方程的結(jié)構(gòu)分析方法,我們對(duì)A?+B?=C?(x,y,n 為≥2正整數(shù))的互質(zhì)整數(shù)方程中, 哪些方程有解?哪些方程無解?之問題,有了圓滿的解決。 (四) 最后,從推演的深度層面,更進(jìn)一步地闡釋為什么在A?+B?=C?(x,y,n 為≥2正整數(shù))的互質(zhì)整數(shù)方程中,唯有A2+B?=C2 有解這一問題。 前面已指出: 數(shù)的加減乘除運(yùn)算,更本質(zhì)的意義是數(shù)在結(jié)構(gòu)上的解構(gòu)與新建。作為整數(shù)的加減和乘法推演構(gòu)建出的某數(shù),其特征是:推演的形態(tài)結(jié)構(gòu)能決定該數(shù)必是一新的整數(shù)、以及a與b互質(zhì),則數(shù)a±b必與a和b互質(zhì)等基本性質(zhì),但一般卻不能決定該整數(shù)應(yīng)有怎樣特征的具體結(jié)構(gòu)形式,除非推演的形態(tài)結(jié)構(gòu)恰是該整數(shù)內(nèi)部解構(gòu)的特定展開式。所以,若要設(shè)想整數(shù)的某特定推演形態(tài)能最終推出某數(shù)本身確定的具體結(jié)構(gòu)形式,那或是這已成為事實(shí),已建立起了特定形態(tài)的等式方程,或是逆向以該數(shù)為開端,從內(nèi)部解構(gòu)出的正是該對(duì)稱的特定展開式。 除上述兩者之外,存在的另一種可能只能是:設(shè)想的該特定形態(tài)等式方程,具有“原胚推演”的條件。 “原胚推演”是這樣一種推演,能自主設(shè)創(chuàng):符合特定方程形式要求的數(shù)S以及構(gòu)建S的相適數(shù)元作為開端與根基,進(jìn)而通過特定的推演形式,能從對(duì)構(gòu)建S數(shù)元間的相互解構(gòu)與建構(gòu)的重組推演中,推演出滿足方程所要求的其它數(shù)S?S?…的所有內(nèi)構(gòu)形式及數(shù)元,從而完成和實(shí)現(xiàn)該特定形態(tài)方程的構(gòu)建。 而之所以在: A?+B?=C?(x,y,n 為≥2正整數(shù))的互質(zhì)整數(shù)方程中,唯有a2+b?=c2 可能有解,正是因?yàn)椋何ㄓ衋2+b?=c2 方程形式,能以進(jìn)行“原胚推演”?,F(xiàn)予以證明: 若a2+b?=c2 (c, a為奇數(shù))則有:b?=(c+a)(c-a),自主設(shè)定:b?=2?f?j? (f, j為互質(zhì)奇數(shù),f>j),并設(shè):(c+a)=2f?,(c-a)=2???1?j?則有方程:2c=2(f?+2???2?j?) 則有:c=(f?+2???2?j?)則有:a=(f?+2???2?j?)-2???1?j?=f?-2???2?j?例如:設(shè)定:b?=2?×3?×5?(c+a)=2×5?, (c-a)=2?×3?則2c=2(5?+2?×3?)則c=5?+2?×3?=148109,a=148109-2?×3?=8141則有:2?×3?×5?=(148109+8141)(148109-8141) 反看若設(shè): a?+b?=c?(n>2;c, a為互質(zhì)奇數(shù)) 可表示為: b?=(c ^n/2)2-(a ^n/2)2= (c ^n/2+a ^n/2)(c ^n/2-a ^n/2) 設(shè):b?=2?f?j? (c ^n/2+a ^n/2)=2f?, (c ^n/2-a ^n/2)=2???1?j? ( f, j為互質(zhì)奇數(shù),f>j) 則:2c ^n/2=2(f?+2???2?j?) 則c ^n/2=f?+2???2?j? 若c ^n/2=c?' (n'為整數(shù)) 則:c=?'√(f?+2???2?j?) 即:c不可能由?'√(f?+2???2?j?)推演確定為整數(shù)。 而c ^n/2的方次不為正整數(shù),則c?=(f?+2???2?j?)2, 則c=?√(f?+2???2?j?)2, c也不可能由?√(f?+2???2?j?)2推演確定為整數(shù)。 故:與c?(n>2)對(duì)稱相等有a?和b?單元項(xiàng)而無a1和b1單元項(xiàng)的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,除有c?依其“二項(xiàng)式定理”展開獨(dú)有的二元多項(xiàng)式外,再別無其它項(xiàng)式。 故:a?+b?≠c?(n>2) 反看若設(shè): a?+b?=c?(x,y, n>2;c, a為互質(zhì)奇數(shù)) 可表示為: b?=(c ^n/2)2-(a ^x/2)2= (c ^n/2+a ^x/2)(c ^n/2-a ^x/2) 設(shè):b?=2?f?j? (c ^n/2+a ^x/2)=2f?, (c ^n/2-a ^x/2)=2???1?j? ( f, j為互質(zhì)奇數(shù),f>j) 則:2c ^n/2=2(f?+2???2?j?) 則c ^n/2=f?+2???2?j? 若c ^n/2=c?' (n'為整數(shù)) 則:c=?'√(f?+2???2?j?) 即:c不可能由?'√(f?+2???2?j?)推演確定為整數(shù)。 而c ^n/2的方次不為正整數(shù),則c?=(f?+2???2?j?)2, 則c=?√(f?+2???2?j?)2, c也不可能由?√(f?+2???2?j?)2推演確定為整數(shù)。 故:與c?(n>2)對(duì)稱相等有高于一次方a?'和b?'單元項(xiàng)而無a1和b1單元項(xiàng)的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,除有c?依其“二項(xiàng)式定理”展開獨(dú)有的二元多項(xiàng)式(c>a和b)和依“平方差公式”展開的a2-b2(c<a)或b2-a2(c<b)外,再別無其它項(xiàng)式。 故:a?+b?≠c?(x,y, n>2) 反看若設(shè): a2+b?=c?(y, n>2;c, a為互質(zhì)奇數(shù))可表示為:b?=(c ^n/2)2-a2=(c ^n/2+a )(c ^n/2-a)設(shè):b?=2?f?j?(c ^n/2+a)=2f?,(c ^n/2-a)=2???1?j? ( f, j為互質(zhì)奇數(shù),f>j)則:2c ^n/2=2(f?+2???2?j?)則c ^n/2=f?+2???2?j?若c ^n/2=c?' (n'為整數(shù))則:c=?'√(f?+2???2?j?)即:c不可能由?'√(f?+2???2?j?)推演確定為整數(shù)。而c ^n/2的方次不為正整數(shù),則c?=(f?+2???2?j?)2,則c=?√(f?+2???2?j?)2,c也不可能由?√(f?+2???2?j?)2推演確定為整數(shù)。故:與c?(n>2)對(duì)稱相等有高于一次方之a(chǎn)?'和b?'單元項(xiàng)而無a1和b1單元項(xiàng)的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,除有c?依其“二項(xiàng)式定理”展開獨(dú)有的二元多項(xiàng)式(c>a和b)和依“平方差公式”展開的a2-b2(c<a)或b2-a2(c<b)外,再別無其它項(xiàng)式。故:a2+b?≠c?(y, n>2) 反看若設(shè): a?+b?=c2(x, y, >2;c, a為互質(zhì)奇數(shù))可表示為:b?=c2-(a ^x/2)2=(c+a ^x/2)(c-a ^x/2)設(shè):b?=2?f?j?(c+a ^x/2)=2f?,(c-a ^x/2)=2???1?j? ( f, j為互質(zhì)奇數(shù),f>j)則:2a ^x/2=2(f?-2???2?j?)則a ^x/2=f?-2???2?j?若a ^x/2=a?' (n'為整數(shù))則:a=?'√(f?-2???2?j?)即:a不可能由?'√(f?-2???2?j?)推演確定為整數(shù)。而a ^x/2的方次不為正整數(shù),則c的a?=(f?-2???2?j?)2,則a=?√(f?-2???2?j?)2,a也不可能由?√(f?-2???2?j?)2推演確定為整數(shù)。故:與c2對(duì)稱相等有高于一次方之a(chǎn)?'和b?'單元項(xiàng)而無a1和b1單元項(xiàng)的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,除有c2依其“二項(xiàng)式定理”展開獨(dú)有的二元多項(xiàng)式(c>a和b)和依“平方差公式”展開的a2-b2(c<a)或b2-a2(c<b)外,再別無其它項(xiàng)式。 故:a?+b?≠c2(x, y, >2) (說明:以上,對(duì)唯有a2+b?=c2能以進(jìn)行“原胚推演”的證明雖是以a, c為奇數(shù),但當(dāng)a, b為奇數(shù),c為偶數(shù)時(shí),其證明的方法原理仍然適用,同樣也不難予以證明) 又因:
S?(n≥2)必有=x'2-y'2,而S?可寫為:(S+y'-y')?有展開式:
(S+y'-y')?=(S+y')?-C1?(S+y')???1?y'……±y'?=x'2-y'2
有:x'2=(S+y')?-C1?(S+y')???1?y'……±y2(y'??2±1)
所以:X2可表現(xiàn)為首項(xiàng)和尾項(xiàng)有所差異的二項(xiàng)展開式。
所以:
對(duì)任意整數(shù)S?(n>2)來說,原來不是可能有S?=(X+Y)(X-Y),而是必然有S?=(X+Y)(X-Y)。所以,我們可作如下的精要總結(jié):
1. 凡有整數(shù)S?(n>3),從內(nèi)部分離為最單純基本兩個(gè)整數(shù)元加減而進(jìn)行的“解構(gòu)運(yùn)演”,必有而唯有三種形式:
S?=(X+Y)?, S?=(X-Y)?, S?=(X+Y)(X-Y),其解構(gòu)后的展開式,才會(huì)確定有未有指數(shù)為1的X和Y單元項(xiàng),而有指數(shù)高于1的X和(或)Y單元項(xiàng),并有著其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形態(tài)。
2. 一個(gè)展開的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,未有指數(shù)為1的X和Y單元項(xiàng),而有指數(shù)高于1的X和(或)Y單元項(xiàng),其和若要=S?(n為>3正整數(shù)),則必須呈顯為(X±Y)?和(X+Y)(X-Y)的展開式或其展開式的變形式。
3. 而在A?+B?=C?(x,y,n 為≥2正整數(shù))的互質(zhì)整數(shù)方程中,只有A2+B?=C2 或A?+B2=C2
符合上述要求(C不為某整數(shù)的n次方,或者A,B至少有一不為某整數(shù)的n次方。而C >A,C >B,則C必須是:C不為某整數(shù)的n次方) 所以:唯有A2+B?=C2 或A?+B2=C2
有解,其它方程均無解!
由上面所述的“原胚推演方法” 我們可求得并證明a2+b?+c2=d2 有正整數(shù)解(y為 >1正整數(shù)): 證明: a2+b?+c2=d2 有正整數(shù)解: 設(shè)a2+b?=j2f2(j,f為互質(zhì)奇數(shù)并f>j),則有(d+c)(d-c)=j2f2 設(shè):(d+c)=f2,(d-c)=j2 則有:d=(j2+f2)/2 c=(j2+f2)/2-j2=(f2-j2)/2 所以,如此則有: a2+b?+[(f2-j2)/2]2=[(f2+j2)/2]2 由此延伸推演,我們還可推得: a2+b?+c2+d2=E2 有正整數(shù)解(y為 >1正整數(shù)): 設(shè)a2+b?+c2=j'2f'2(j',f'為互質(zhì)奇數(shù)并f'>j'),則有(E+d)(E-d)=j'2f'2 設(shè):(E+d)=f'2,(E-d)=j'2 則有:E=(j'2+f'2)/2 d=(f'2-j'2)/2 所以,如此則有: a2+b?+c2+[(f'2-j'2)/2]2 =[(f'2+j'2)/2]2 這樣的推演不斷延伸,我們就可得出:a2+b?+c2+d2……+N2= S2 會(huì)有正整數(shù)解! 由上述“原胚推演”的方法,我們還可推演出如下的平方差定理: 平方差定理1: 凡奇正整數(shù)G,都可寫成兩個(gè)正整數(shù)平方的差,即:G=A2-B2(A,B為正整數(shù)) 如 2345=11732-11722 4321=21612-21602 平方差定理2: 凡偶正整數(shù),如只有一個(gè)2的因子,則不可能寫成兩個(gè)正整數(shù)平方的差,即:2G≠A2-B2(G為奇數(shù),A,B為正整數(shù)) 平方差定理3:凡偶正整數(shù)2?G(G為奇數(shù)),若>4, 如有1個(gè)以上2的因子,都可寫成兩個(gè)正整數(shù)平方的差。并且:如有2個(gè)以上2的因子,則還可寫成兩個(gè)奇數(shù)平方的差。 即:2?G=J2-F2(n>2, J,F(xiàn)為奇正整數(shù)) 平方差定理4. 凡正整數(shù)Z,若不為僅含兩個(gè)及以下2因子的偶數(shù),都可寫成兩互質(zhì)正整數(shù)平方的差。 對(duì)定理1的證明: 奇數(shù)G,若為素?cái)?shù),我們可將其看為G=g×1 設(shè):c+b=g, c-b=1有: 2c=g+1, c=(g+1)/2 則有: b=(g-1)/2 故 G=[(g+1)/2]2-[(g-1)/2]2 奇數(shù)G,若為合數(shù),我們可將其統(tǒng)括為兩奇數(shù)的相乘: j×f (f>j) 設(shè):c+b=f, c-b=j有: 2c=f+j, c=(f+j)/2 則有: b=(f-j)/2 故 G=[(f+j)/2]2-[(f-j)/2]2 由定理1,可引伸而得: N2-(N-1)2=N+(N-1) 對(duì)定理2的證明: 偶數(shù)Q,若為2G(G為奇數(shù)), 我們無論怎樣將其統(tǒng)括為兩數(shù)的相乘,它們都會(huì)表現(xiàn)為2j×f (j, f為奇數(shù))的樣式。 若2j>f 設(shè):c+b=2j, c-b=f 則: 2c=2j+f, 由于方程右邊不能提取出2的因子,所以c不可能為整數(shù)。 若2j<f 設(shè)c+b=f, c-b=2j 則: 2c=2j+f, 由于方程右邊不能提取出2的因子,所以c也不可能為整數(shù)。 對(duì)定理3的證明: 偶數(shù)Q,若為22G(G為奇數(shù)), 我們可將其統(tǒng)括為兩數(shù)的相乘,2j×2f (j, f為奇數(shù))的樣式。 若2j>2f 設(shè):c+b=2j, c-b=2f 則: 2c=2j+2f, 則:c=(j+f), b=j-f 則:22G=(j+f)2-(j-f)2 若2j<2f 設(shè)c+b=2f, c-b=2j 我們同理可證: 22G=(f+j)2-(f-j)2 偶數(shù)Q,若為2?G(G為奇數(shù),n為>2正整數(shù)), 我們可將其統(tǒng)括為兩數(shù)的相乘,2???1?j×2f (j, f為奇數(shù))的樣式。 若2???1?j>2f 設(shè):c+b=2???1?j, c-b=2f 則: 2c=2???1 ?j+2f, 則:c=(2???2 ?j+f), b=(2???2 ?j-f), 則: 2?G=(2???2 ?j+f)2?(2???2 ?j-f)2 若2???1?j<2f 設(shè):c+b=2f , c-b=2???1?j 我們同理可證: 2?G=(f+2???2 ?j)2?(f-2???2 ?j)2 對(duì)定理4的證明: 凡奇數(shù)G,都可寫成2m-1形式, 依據(jù)平方差定理1的引伸定理 N2-(N-1)2=N+(N-1) 則2m-1=m2-(m-1)2,若m內(nèi)含abcd…n因子,則m-1內(nèi)不可能含abcd…n因子,故m與m-1互質(zhì)。 凡偶數(shù)2?G(n為>2正整數(shù)),都可寫成2???1?G×2 形式 設(shè)c+b=2???1?G, c-b=2 則:c=2???2?G+1 b=2???2?G-1 則 :2???1?G×2 = [2???2?G+1]2-[2???2?G-1]2 由于: c=(2??2G-1)+2 , b=2??2G-1 c和b為相差僅為2的奇數(shù),c和b不僅都不含有2??2G內(nèi)含的因子 ,并且也不會(huì)共有>1的其它因子,故c與b互質(zhì)! 由上面所述的平方差定理,我們可推演得出并證明這一極重要的結(jié)論: 一個(gè)方程兩邊各項(xiàng)均為整數(shù)方次的多項(xiàng)式方程,若要有正整數(shù)解,必須可轉(zhuǎn)為: A±B±C±D…+X2…±N=S2 (S2為純粹平方數(shù), A, B,C,D……N 其中至少有一項(xiàng)為+X2),才可能有正整數(shù)解。 而進(jìn)一步確立除+X2項(xiàng)外,方程左邊奇數(shù)項(xiàng)的項(xiàng)數(shù)也為奇數(shù),則一定會(huì)有正整數(shù)解!
由上面的討論,我們更完滿地得出判斷一個(gè)各項(xiàng)均為整數(shù)的二元多項(xiàng)式的和,是否=S?的具有普遍必然性的認(rèn)知判定: 判定1:一個(gè)整數(shù)S,其為自乘積S?,先從內(nèi)部分離為最單純基本兩個(gè)整數(shù)元加減而進(jìn)行的“解構(gòu)運(yùn)演”,可顯示出該整數(shù)在不同的方次上,其“結(jié)構(gòu)形態(tài)”的獨(dú)特乃至必然性特征。尤其是唯有如此的解構(gòu)運(yùn)演,才能必然確定地解構(gòu)出指數(shù)為>1整數(shù)并不含系數(shù)的X和Y兩單元項(xiàng)存在。 判定2:若一展開的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,未有指數(shù)為1的X和Y單元項(xiàng),而有指數(shù)高于1不含系數(shù)的X和Y兩單元項(xiàng),其和若要=S?(n為>3正整數(shù)),則除為(X+Y)(X-Y)展開的結(jié)構(gòu)形態(tài)X2-Y2或其特定變形式:S?=2yr+r2, S?=2xr-r2外, 必需具有相對(duì)應(yīng)的依“二項(xiàng)式定理”展開的結(jié)構(gòu)形態(tài)。 判定3:若一展開的整數(shù) 型二元多項(xiàng)式,是具(X+Y)(X-Y)展開的結(jié)構(gòu)形態(tài)X2-Y2, 或其特定變形式2yr+r2, 2xr-r2, 則會(huì)有:Y2+S?=X2這獨(dú)有特征和意義的方程式,也有方程式s?=2yr+r2, s?=2xr-r2。 判定4: 若一展開的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,無有指數(shù)為1的X和Y單元項(xiàng),而有指數(shù)高于1并不含系數(shù)的X和Y兩單元項(xiàng),其既不具二項(xiàng)式展開的特定結(jié)構(gòu)形態(tài),又未顯示為是(x+y)(x-y)的展開式X2-Y2以及其變形式2yr+r2, 2xr-r2,則其和只可能=S2。該二元多項(xiàng)式=S2還需有的必要條件是:建立起來的這一方程,經(jīng)過對(duì)稱轉(zhuǎn)換,其等式的一邊必能置換為(S+X)(S-X)或(S+Y)(S-Y)這兩個(gè)最單純基本的乘積形式。 判定5: 由判定2.3.4可引伸得出:若一展開項(xiàng)數(shù)超過兩項(xiàng)的整數(shù)型二元多項(xiàng)式,其無有指數(shù)為1的X和Y單元項(xiàng),有X?和Y?'(n和n'為>1正整數(shù))單元項(xiàng),若n<n'則其和只可能=S?,若n>n'則其和只可能=S?'。 一點(diǎn)總結(jié)思考: 關(guān)于數(shù)學(xué)代數(shù)方程是否有解的問題,表面來看是數(shù)量關(guān)系方面的問題,而更深層地來看,其實(shí)是數(shù)的“結(jié)構(gòu)關(guān)系”方面的問題。 所以,一些純粹是數(shù)的特殊“結(jié)構(gòu)關(guān)系”方面的問題,用“數(shù)量”關(guān)系方面的“同一”或“不同一”等來考察,也許永遠(yuǎn)也不可能得到解決。 例如:a+b?=c?(a.b.c.x.y均為 正整數(shù)),當(dāng)b<c,問是否有解的問題。 它表達(dá)的其實(shí)就是一個(gè)數(shù)的“結(jié)構(gòu)關(guān)系”方面的問題,而非是一個(gè)數(shù)的“數(shù)量關(guān)系”方面的問題! 我們只需變換下該方程: a+b?=c? 即:a=c? - b? 便知有解,只需選定適當(dāng)?shù)膞和y值。因?yàn)閺臄?shù)“結(jié)構(gòu)特征”的運(yùn)演關(guān)系來看,整數(shù)減去整數(shù)必為整數(shù)。 而若想從數(shù)的“數(shù)量關(guān)系”方面的相等或不相等來考察,我們不會(huì)得到答案: 我們?nèi)粲梅醋C法:先假設(shè) a+b?≠c? 有a≠c?-b?,從數(shù)的“結(jié)構(gòu)特征”運(yùn)演關(guān)系分析,我們知道c?-b?的結(jié)果必為整數(shù),而a是一整數(shù), 所以a≠c?-b?為錯(cuò)誤!也即a+b?≠c?將導(dǎo)出矛盾。 而我們無論怎樣將a+b?≠c?從數(shù)量關(guān)系方面來分析拆騰,例如a+b?-c?≠0,或1≠(c?-b?)/a,都不可能導(dǎo)出矛盾!因?yàn)閍是一不定的整數(shù)。 所以:在問a?+b?=c?(a.b.c為正整數(shù),x.y.z為>1正整數(shù))之類方程是否有解的問題,如“費(fèi)馬大定理”、“比爾猜想”問題時(shí), 我們應(yīng)首先思考:這些問題是否純粹是數(shù)的特殊“結(jié)構(gòu)特征”間關(guān)系的問題,所以要從數(shù)的“結(jié)構(gòu)特征”間關(guān)系所具的性質(zhì)這方面來考察,問題才能得到圓滿解決。而若想從數(shù)的“數(shù)量關(guān)系”方面來考察,問題也許將永遠(yuǎn)無從得到解決。 幾百年來,“費(fèi)馬大定理”之所以一直未得到證明,是否就是這一原因??而說英國數(shù)學(xué)家懷爾斯是用了解析“橢圓方程曲線”以及“模函數(shù)”方面的方法工具才很曲折往復(fù)地證明了“費(fèi)馬大定理”,不也是隱晦地求助了數(shù)的“結(jié)構(gòu)特征”關(guān)系方面的性質(zhì)考察嗎? 其實(shí),何必那么曲折往復(fù)呢?? 對(duì)自然數(shù)在“代數(shù)的建構(gòu)與解構(gòu)”中所表現(xiàn)出的“代數(shù)結(jié)構(gòu)特征”及相互的關(guān)系和性質(zhì)進(jìn)行深入考察,就能使問題得到解決。 而這正是在該文中,我做的工作。 |
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