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发表于 2015-10-19 14:24
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本帖最后由 fmcjw 于 2015-10-29 13:46 编辑
对于方程X^n+Y^n=Z^n(n>1),当n=2时,有无穷个正整数解,n>2时,没有正整数解。
1:无论n=2还是n>2,只要假设X^n+Y^n=Z^n成立,则其中三个数xyz就不可能是我们通常理解的不受任何限制的三个任意的数.
A: 它们必须符合以下四个基本条件: 修正 A: 它们必须符合以下四个基本条件:
(一):一个最基本的限制条件为——xyz三数必须是两两互质的; (可以给出证明) (一):Z>X, Z>Y,xyz=/=0, (无需给出证明)X=/=Y. (可以给出证明)
(二):X+Y>Z,而不能是X+Y=Z或X+Y<Z (可以给出证明) (二):X+Y>Z,而不能是X+Y=Z或X+Y<Z (可以给出证明)
(三):Z>X, Z>Y,xyz=/=0,X=/=Y. (无需给出证明) (三):若X=2w+1,则Y=2w+2w*w,Z=Y+1,Z-X=2w^2,Y-X=2w^2-1 (由方程解得出)
(四):若X=2w+1,则Y=2w+2w*w,Z=Y+1,Z-X=2w,Y-X=2w^2-1 (由方程解得出) (四):若X=2w+2,则Y=2w+w^2,Z=Y+2.Z-X=w^2,Y-X=w^2-2. (由方程解得出)
B: xyz三数必须符合数的奇偶性:
(一):X,Y为一奇一偶时,Z为奇;
(二):X,Y同为偶数时Z为偶时;
(三):X,Y同为奇数时Z为偶时。(此条是仅以数的奇偶性来分析的,后面我将给出证明X,Y不能同为奇数)
若xyz符合以上条件A中前两条时也只是表明方程X^n+Y^n=Z^n有可能成立,即符合以上条件A的xyz三个数才可能是方程X^n+Y^n=Z^n的解。还不能说就一定为方程X^n+Y^n=Z^n的解。例如5,6,7三个数就符合以上条件A中的前两条,也符条件B的奇偶性,但是却不符合A中的第三,四条,因此5,6,7三个数就不是方程X^n+Y^n=Z^n的解。由此可见,若有三个真正意义上的任意正整数a,b,c,它们必定不符合A中的四个基本条件之一,则a,b,c就肯定不是方程X^n+Y^n=Z^n的解。
我们现在来看真正意义上的任意三个正整数a,b,c,为什么一定不满足方程X^n+Y^n=Z^n。因为abc,是真正意义上的任意三个正整数,所以它们一定不符合A中的四个基本条件之一,以A中的第一条为例:
因a,b,c中,a=b,就必定有:
b^n+b^n=c^n
即
2 b^n=c^n
所以有
c=[2 b^n]1/n
=b2^1/n
因为2^1/n不可能是正整数从而使c也不可能是正整数。这就证明了为什么任意三个正整数a,b,c在a=b时一定不满足方程X^n+Y^n=Z^n。
(二):X+Y>Z,而不能是X+Y=Z或X+Y<Z
当X+Y=Z时就是方程X^n+Y^n=Z^n在n=1的情况,因
X+Y=Z,
则
(X+Y)^n=Z^n,
所以
X^n+Y^n<< Z^n.
若
X+Y <Z
则
(X+Y)^n << Z^n
所以
X^n+Y^n<< Z^n.
故 当 X+Y=Z或X+Y<Z,方程X^n+Y^n=Z^n(n>1)就必定不能成立。
现在我们再来分析为何 方程X^n+Y^n=Z^n中的XY两个数不能同为奇数。若x,y同为奇数,那我们可令x=2w+1,y=2t+1,此时z必为偶数,再令 z=2p则有
(2w+1)^n+(2t+1)^n=(2p)^n
所以有
2p=[ (2w+1)^n+(2t+1)^n]1/n
因 (2w+1)^n+(2t+1)^n由二项式定理展开后各项之和必能被2整除,因此 [ (2w+1)^n+(2t+1)^n]1/n 就必然含有2^1/n这个无理数,从而使得 p必为无理数。所以方程X^n+Y^n=Z^n中的XY两个数不能同为奇数。
本节所述A中(一):一个最基本的限制条件为——xyz三数必须是两两互质的;经“奇数的世界”先生提醒与指正,并由本文给出的解X=2w+1;Y=2w+w^2;Z=2w+w^2+2也可得出xyz三数是可以为非两两互质的。n=2时由本人所得解X=2w+2,Y=2w+w^2,Z=2w+w^2+2在w取偶数时就已经证明了XYZ是可以为非两两互质的三个正整数。所以n=2与n>2都一样,X^n+Y^n=Z^n的整数解就可以为非两两互质的三个正整数。这个所谓两两互质的性质就不是证明费马定理的决定性的因素。 |
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