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數學教學的趣味奧秘設計(上)精裝分章 20

數學創新教學指導小組 / 著
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52股数和费马定理

海量小说,【讀愛閣】

如果个直角三角形的两条直角边分别是a和b斜边是c,那么a2+b2=c2,这就是著名的

股定理”。如果a、b、c都是正整数,就说它们是股数。般地说,股数就是定方程x2+y2=z2(1)的正整数解。

在公元1900—1600年的块巴比泥板中,记载了15组股数,包括(119,120,169),(3367,3456,4825),(12709,13500,18541)这样些数值很股数,说明当时已经有了股数的某种公式。

于是步设想:在(1)中,如果未知数的次数比2,还有没有正整数解呢?

约在1637年,费马认真地研究了这个问题,指已经证明,个立方数可能表为两个立方数之和,个四次方也可能表为两个四次方之和。般说,指数于2的任何幂可能表为两个同样方幂之和。也就是说,当n>2时,定方程x2+y2=z2(2)没有正整数解。这就是通常们所说的费马定理,也费马最定理。

直没有发现费马的证明。300多年批数学家,其中包括欧拉、斯、阿贝尔、柯西等许多最杰的数学家都试图加以证明,但都没有成功,使这个定理成了数学中最著名的未解决问题之。现在般认为,当初费马也并没有证这条定理。

费马定理也引了无数业余好者。当1908年德国科学院宣布将发给第个证明它的10万马克奖金时,据说有些商也加入了研究的行列。但由于费马定理可能有初等证明,因而那些连初等数论的基本容都熟悉的,对此只能“望洋叹”了。这说明克世界难题,仅需勇气和毅,还需备扎实的基础知识。

53强盗的难题

强盗抢劫了个商,将在树准备杀掉。为了戏这个商,强盗头子对说:“会杀掉,如果说对了,就放了,决反悔!如果说错了,就杀掉。”

聪明的商想,说:“会杀掉的。”于是强盗头子发呆了,“哎呀,怎么办呢?如果杀了,就是说对了,那应该放;如果放了,就说错了,应该杀掉才是。”强盗头子想到自己被难住了,心想商也很聪明,只好将放了。

这是古希腊哲学家喜欢讲的个故事。如果们仔想,就会明那个商是多么机智。对强盗说:“会杀掉的。”这样,无论强盗怎么,都必定与许诺相矛盾。

如果是这样,假如说:“会放了的。”这样强盗就可以说:“会杀掉的,说错了,应该杀掉。”商就难逃了。

面这个例子也是有趣的。有个虔诚的徒,在演说中声声说帝是无所能的,什么事都能得到。问了句话,使顿时张

这句话是:“帝能创造也举石头吗?”请想,这个徒为什么会哑无言?

54部分也能等于整吗?

盒子里,装着许多黑两种围棋棋子,怎么才能知哪种颜的棋子多些呢?种办法是分别数它们的个数,行比较;另种办法是,每次同时取两种棋子,直取去,如果最只剩某种颜的棋子,就说明这种颜的棋子多,如果刚好取完,就说明两种颜的棋子样多。

但是,假如那个盒子里装着无穷多个棋子,那就没有办法把两种颜的棋子分别比较多少了,因为,至少有种颜的棋子是无穷多的。但是种办法却仍然可以使用:如果取了若次之,盒子里只剩种颜的棋子,就可知这种颜的棋子多,而且是多得多了。如果拿个黑的,总能再拿的;拿的,也总能再拿个黑的,总说明它们是同样多的。

于部分,这是条古老而又令到无可置疑的真理。把个苹果切成三块,原的整个苹果当然于切开的任何块,但这仅仅是对数量有限的品而言的。17世纪的科学家伽利略发现,当涉及无穷多个品时,况可就样了。

比如有:整数和偶数哪种数多呢?也许会认为:当然是整数比偶数多,而且是多倍。如果从1数到100,那么就有100个整数,而其中只有50个偶数。那是无穷多个整数和偶数呢?们可以用“对应”的方法比较

-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5,6

-6,-4,-2,0,2,4,6,8,10,12

对于每种整数,们可以找到个偶数和它对应,反对于每个偶数们又定可能找到个整数和它对应,这就是整数和偶数是对应的,也就是说整数和偶数是样多的。

为什么会得这样的结论呢?这是因为们现在讨论的整数和偶数是无限多的,在无限多的,整可能等于部分。

在这个思想的启发,19世纪期德国数学家康托尔创立了集论。它揭示:部分可以和整之间建立对应关系,这正是有无穷多个元素集的本质属。它也告诉们:地把在有限的得到的定理应用到无限的形中去。

55无法编成的目录

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當前日期:2025年6月1日 4:11

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