故事
希尔伯特(Hilbert)于1900年在巴黎举行的第二届国际数学家大会上指出了数论的实际重要性。 解决抽象问题通常导致出现一种新的数学仪器。 一个生动的例子就是大费马定理,在其证明中,在20世纪末,对汽车和飞机厂的现代设计工程师以及仿真框架中的IT专家使用的亚纯函数进行了研究。 “美丽数字”的问题-简单的双胞胎和完美的数字,在古希腊被认为几乎没有用,现在为现代密码学提供了稳定的密钥生成算法。
在1913年,拉马努扬推广了不定式:
n!+1=m2(1)
以前,它出现在Henri Brocard的作品中。 根据历史学家的说法,两位数学家开始相互独立地研究该方程。 显然,阶乘的增长快于平方,因此可以通过枚举n的值来快速获得第一个解。
我们得到:
4!=52−1
5!=112−1
7!=712−1
在2000年,通过计算机枚举检查了这些值 n 之前 109 ,并且找不到新的解决方案。 这篇文章提出了我检查Brokar问题特殊情况的方法,还提出了数学问题的广义版本,无论ABC假设如何,该问题的解决方案都可以求解以下形式的方程:
n!=P(x)
先决条件
模块化算法是功能强大的工具,可用于初步评估问题的复杂性和特殊情况的分配。 例如,很容易证明 m Brokar的问题没有解决方案,因为除团结外,任何自然数的阶乘都是偶数。 一对值的前提 (n,m) 在Brokard方程中,阶乘除因式为:
m2−1
根据定义,阶乘是连续自然数的乘积。 利用自然级数的性质,可以确定阶乘的规范分解中一个或另一个素数的度。 举个例子 16 包含16个连续因子。 第二个因子除以2,每4个因子除以4,每8个因子除以8,每16个因子除以16。因此,分解 16 因数包含2的幂 1+2+4+8=15美 。 从这里如果有一对 (16,米) 是解决布罗卡问题的方法 m2 除以2的任何乘方之前,必须除以1的余数直到15,包括15。 我们为 m 在求解方程式1时:
让 n! 不超过一定程度 k 质数 p 还有一个数字 m 在那对 (n,m) 是方程式1的解。 m2−1 必须分为所有学位 p 之前 F(k) 在哪里 F -度数计算功能 p 在分解中 n! 。 (2)
P属性
假设存在一种算法A检查某个素数的必要条件2 p 。 我们称这种算法为P检验。 让自然也有 n 满足条件: (n−1)!<m2<n!
那我们说那个数字 m 拥有P财产。
考虑任意的2测试过程 m 介于 1023! 和 1024 。 对于 m2 以下陈述是正确的:
- m2 除以2的所有幂时,得到的余数为1 21023−10=1013 包括在内
- m2−1 不除以 21024−10=1014 。
实际上, 1023! 和 1024 在前200次迭代中未通过2次测试。 如果数量 m2 从指定的时间间隔开始 m 在二元系统中拥有2性质 m2 结束于 100..001 ,其中零正好是1012。然后,为了验证条件2,我们可以计算 m2 最多后8位,并检查后8位。 如果除了 00000001 然后2次测试失败。 依次计算每个测试值的精度为8、16、24等。 字符,您可以使用最少的系统资源快速检查条件2是否包含大量值。 现代计算机RAM的字节结构证明了8的倍数的链大小是合理的:整个字节将用于存储较小的链。 对于不是8的倍数的大型链,也将有未使用的内存位。
让有必要验证该语句:
当中 n 来自一个细分 [k1,k2] 对于任何方程式1都没有解 m 在哪里 n,m,k1,k2 -自然。
使用斯特林公式,我们定义了差距 (a1,b1),(a2,b2),..,(al,b1l) 在哪里 l=k2−k1+1 。 对于第i个差距:
a_i = {(s / e)} ^ s e ^ {1 / / 12s + 1}} {\ sqrt {2 \ pi s}}
a_i = {(s / e)} ^ s e ^ {1 / / 12s + 1}} {\ sqrt {2 \ pi s}}
b_i = {(s / e)} ^ s e ^ {1 / / 12s}} {\ sqrt {2 \ pi s}}
b_i = {(s / e)} ^ s e ^ {1 / / 12s}} {\ sqrt {2 \ pi s}}
s=k1+i−1
那么该语句为真:
如果从 (a1,b1),(a2,b2),..,(al,b1l) 没有一项通过2项测试,则等式1在区间上无解 [k1,k2] 。 反之则不正确。
必要条件下的Brokar问题的推广
通常,具有p属性的平方数在微积分中具有底数 p 查看: t00..001 ,零个数 F(k)−1 。 然后,我们可以归纳出P属性的问题:
让我们描述两个函数: F 和 G 为任何自然参数返回自然值,以及 G 不能表示为具有整数系数的多项式。 然后有必要制定一个标准 m 介于 G(吨) 和 G(t+1) 并在计算法中以p为底的形式为:
k100..00k2(3)
您只能选择具有n次自然根的那些,其中记录3中零的数目由该函数给定 F 依赖的 t 。 这样, k1 可以是参数,任意值或常数,并且 k2 -始终不变。 (4)
例如,您可以提出从数字中提取立方根的问题 n 具有十六进制表示法 k00..001 在哪里 k 任何十六进制数大于1,并且特定值的零数 n 等于最大 t 不平等的原因在于:
2t+3t−1<n
撰写本文的依据是,用方程式1的左侧值替换当初求根时,任意微积分中记录3中零的数量与该数量之间的直接关系。 n 。 如果方程式1恰好具有3个根,则可以通过解决问题4的相应特殊情况来证明这一事实。反之则不成立。
结论
在谈到数论中抽象问题的实际重要性时,作为刺激数学仪器发展的一个因素,值得一提的是一个有趣的整数方程,在上述概括的框架内不可能解决该问题:
11+(2n2−1−23n−3)/(2n−1−1) equiv0 pmod2m+1−1(5)
该公式从逻辑上讲是通过非循环方法逼近卢克数的。 问题5的解决方案将有助于发现梅森数的新属性,并为基于Luc-Lemer检验的大型素数的分布式搜索程序的工作制定必要条件。
通过类似于弱哥德巴赫问题的假设,P检验将有助于为方程式1的整个根求较大的下界,而不是 (4,5),(5,11) 和 (7,71) ,而问题3的研究将证明等式1在n足够大的情况下的整数不可解性。
资料来源
希尔伯特的问题
布罗卡的挑战