基于三角形法则与数论分析的费尔马大定理新解
投稿人:宋贤昊 投稿时间:2024.04.20 04:54 访问量:

费尔马大定理的命题为:

方程“a的n次方 + b的n次方 = c的n次方”在 a,b,c,n都是非零正整数的情况下,n的值只能是1和2 。

下面给出证明。

n取1的话,a,b,c可以为正整数无须证明。

现在我们把n取一个大于1的固定正整数,让a和b各自从1开始,到2,再到3,再到4,再到5·····这样以正整数逐步增大。 我们发现c的值按照费尔马方程【我们将费尔马方程定义为(定义1):a的n次方 + b的n次方 = c的n次方,其中a,b,c,n都是非零正整数,n>1】的对应法则,随着a,b的增大而增大,c的值(还不是正整数之前)全部都是一系列正整数的n分之1次方的无理数【结论1】。

并且,c值不能小于2【结论2,证明:因为a和b最小的值是1】

c 的值随着a,b的增大而增大,在K范围内,假如我们突然发现c 的值出现了一个是正整数【我们把这个数叫费尔马数,费尔马数定义为(定义2):方程“a的n次方 + b的n次方 = c的n次方”中[ a,b,c,n都是非零正整数,n>1]c的值】。 以上的K大于或者等于c的n次方。

这个时候c大于a和b,而小于a+b,c,a,b又都是正整数,所以,数轴c,a,b我们可以用一个三角形P来表示。

令θ为a,b之间的夹角,c是最大边,θ为最大角,这样θ大于60度。

 按照勾股定理,如果θ等于90度,n的值是2【结论3】。

 结论4:当n大于2时候,θ小于90度。理由如下:

当n越大的时候,a+b-c就越大,导致c比起a+b就越小,c所对应的角度θ就越小。

比如用52 = 3 2+ 4 2和(4.497····)3= 33+43相比较。

n等于2时候, a+b-c = 2, 当n等于3时候,a+b-c = 2.503·····

结论5:以上三角形的三个边a,b,c【c是最大边,a,b,c都是正整数】,c可以由a和b各自从1开始,到2,再到3,再到4,再到5·····按照三角形对应法则变化而得到。因为任何一个三角形都可以按照三角形对应法则变化形成。

结论6:按照前面分析,在K范围内,费尔马数c(参考定义2)可以按照费尔马方程(参考定义1)的对应法则,让a,b各自从1开始逐渐增大而得到;也可以按照三角形的对应法则c2 = a 2+ b 2 - 2ab cosθ,让a,b各自从1开始逐渐增大而得到。

由结论6推理出-----结论7:

在K范围内,费尔马方程对应法则包含在三角形三个边对应法则中【注意:逆定理“三角形三个边对应法则包含在费尔马方程对应法则中”未必成立,不过,证明费尔马定理不需要这个逆定理成立】。也就是说,三角形三个边对应法则包含了很多种对应法则,其中有一种对应法则和费尔马方程对应法则吻合。

由结论7推理出结论8:

在K范围内,按照费尔马方程对应法则得到的每一组数a,b,c【就是a,b各取一个数,按照费尔马方程对应法则得到c】,都可以用三角形三个边对应法则c2 = a 2+ b 2 - 2ab cosθ得到。

由于θ大于60度、小于或者等于90度,所以,2cosθ的值大于或者等于0而小于1【结论9】。

 当费尔马方程在n大于1且a,b的值都取1的情况下,如果不违背结论8、结论2、结论1,参考结论9,2ab cosθ的值必须要等于0,按照结论3,n的值取2才有可能成立,但不能断定一定就成立,好在我们从实践中发现n = 2费尔马方程可以成立。【结论10】

证毕。

我们让a,b逐渐增大,如果用三角形三个边对应法则得到一系列c,c 的值可能是正整数开2次方的无理数、分数数开2次方的无理数,开2次方无理数再开2次方的数,而用费尔马方程对应法则得到的一系列c,c的值只能是正整数开n次方的无理数。

二者只有在n=2时候,才可以吻合。这样似乎也可以证明费尔马定理,但是,这种证明明显是太粗糙了。

有两个推论:

1,n大于2的时候,费尔马方程没有有理数解。

2,我们用尺子和圆规在平面上画不出开n(n为大于2的一个正整数)次方的无理数。这个也是费尔马大定理的几何实质。