第三十四章 丟番圖方程_數學心_思兔 
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第三十四章 丟番圖方程(1 / 1)

古代有許多著作,是因為他們找全了資料。丟番圖的算術就是這樣的情形。

畢達哥拉斯學派喜歡思考幾何問題,丟番圖的都是代數問題。比如,花一定的錢買不同的各種價錢的東西,總共有幾種買法。能不能有效的把所有可以的買法全部都計算出來?

丟翻圖對路人甲說“東方有一個問題,1公雞值1錢,1母雞值3錢,3小雞值1錢。有一百錢可以怎麼買這些雞?分數肯定是不行的,很多東西不能分成幾半,所有東西上必須是整數。肯定不能是分數。”丟番圖是一個不喜歡分數的人,認為用分數解方程不能解決所有問題。

路人甲陷入思考,腦子有點轉不過來。皺眉說“我不會算呀!這個怎麼算?”

丟翻圖說“東方的算術書裡已經有了答案,公雞、母雞和小雞的比例有4:18:78,又有8:11:81,又有12:4:84這三種答案。”

路人甲說“你也是看答案知道的。你有簡單的方法計算這些嗎?”

丟翻圖說“我隻有笨辦法去試,沒有簡單快速的辦法。如果有,那可是偉大的發現。”

路人甲說“會有聰明的後人發現嗎?”

丟翻圖說“估計不會。因為沒有簡單方法,所以這才是這個問題的魅力。”

路人甲說“沒錯,但是如果一個式子的解都是小數或者分數,你不會去用嗎?”

丟翻圖說“我喜歡整數,不喜歡分數和小數。一個式子,我隻關注有沒有整數解,如果沒有整數解,就相當於無解。因為很多事情必須要用整數來表達。我喜歡去尋找各種各樣的公式。然後就去尋找這些公式的整數解。”

路人甲說“你具體是怎麼做的?”

丟翻圖說“寫出一個不定方程,計算所有整數解。先看看何時有解,看看有解的時候決定解的個數,然後求出所有的解。”

丟番圖的出生日期不可靠,但他的墓碑上有很經典的一道數學題目

“墳中安葬著丟番圖,多麼令人驚訝,它忠實地記錄了所經曆的道路。上帝給予的童年占六分之一,又過了十二分之一,兩頰長胡,再過七分之一,點燃起結婚的蠟燭。五年之後天賜貴子,可憐遲來的寧馨兒,享年僅及其父之半,便進入冰冷的墓。悲傷隻有用數論的研究去彌補,又過了四年,他也走完了人生的旅途。終於告彆數學,離開了人世。”

這是一個一次方程,答案是84歲。

費馬有一天看到這個書,開啟自己的數學生涯。費馬大定理問題由此開始。

可是究其一生丟番圖的發現也沒有讓自己的不定方程能解的更快,其中辦法隻有窮舉法或者是窮舉法的各種延伸。

都約兩千年後的1900年,希爾伯特提出丟番圖問題的可解答性為他的23個問題中的第10題。1970年,一個數理邏輯的結果馬蒂雅謝維奇定理(atiyasevich"stheore)說明一般來說,丟番圖問題都是不可解的。更精確的說法是,不可能存在一個算法能夠判定任何丟番圖方程式是否有解,甚至,在任何相容於皮亞諾算數的係統當中,都能具體構造出一個丟番圖方程,使得沒有任何辦法可以判斷它是否有解。

到了後來的貝祖等式、勾股定理的整數解、四平方和定理和費馬最後定理等都是丟番圖的問題。都無法用簡單的辦法可以解出。

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