Реферат по предмету "Математика"


Три задачи по теории чисел

Тризадачи по теории чисел
Задача1
Утверждение1
Пустьр1, р2 и р3 являются ненулевымирациональными числами, причем р1 + р2= р3. Тогда произведение р1* р2 * р3 не является точным кубом никакого(отличного от нуля) рационального числа, то есть р1* р2 * р3 ≠ R3, где R – некоторое рациональное число (R ≠ 0).
Доказательство
Положим
/> и />
Очевидно,что а (а≠0) и b — рациональныечисла, так как рациональными являются числа р1и р2.
(Еслиа=0, т.е. р1 = — р2, то р1 + р2 = р3= 0, чтопротиворечит нашему утверждению (р3/>0).
Еслиb=0, т.е. р1 = р2, то р3 = 2 р1 /> р1* р2 * р3 = р1*р1 * 2р1 =2р/>, т.е. /> р1*р2 * р3 = 2р/>≠ R3 и противоречие с нашим утверждением отсутствует.) /> 
/>Тогда имеем:
/>

Теперьнетрудно выразить старые переменные через новые:
(1)/>
Такимобразом, замена р1 и р2на a и b является обратимой (число Р3 в обоих случаяхявляется зависимой переменной).
Предположимтеперь, что Утверждение 1 неверно, и число />является точным кубом (R3) некоторого рационального числа R (R ≠ 0) .
Обозначим/> (2), гдеr/>0, т.к. при r = 0 либо р1=0,  либор2=0, либо р3=0.
/>
гдеq/>0 (пояснение ниже).
Числаr и q являются рациональными числами, если рациональны числа a и b. Далее имеем:
/>
Пояснение
Приq=0 />, где r0/>0 — рациональное число (т.к. r/>0).
Из(2) следует />,откуда R не является рациональным числом, чтопротиворечит условию. Следовательно, q/>0.
Отсюдачисло /> являетсякубом некоторого ненулевого рационального числа, обозначим это число через /> (3), где С/>0 (С > 0).
Обозначим:/>, тогда:
/>
(сучетом (2) и (3))/>/>                                                (4)
Таккак r, q – рациональные числа, то и числа A, B, (CR) -также рациональны числа.
Нотогда они будут рациональными решениями уравнения Ферма 3й степени,которое, как хорошо известно, неразрешимо в рациональных числах. Полученноепротиворечие доказывает наше утверждение. />
Примечание. А если А = 0, или В = 0? Ведь вэтом случае могут, наверно, появиться и ненулевые рациональные числа р1, р2, р3, R, удовлетворяющие условию нашего Утверждения! Покажем, чтоони не появятся.
ЕслиВ = r – q = 0, то r = q.
Отсюда,учитывая
/>
имеем/> /> />/>) = 0
откудаследует не только из
/> r = q (что ожидаемо), но и r = 0 /> r = q = 0 /> R=0, что противоречит условию нашего«Утверждения», ч.т.д.
ДляА = r + q = 0 рассуждения аналогичные.
Теперьсформулируем некоторое обобщение нашего Утверждения 1 на рациональные функции. Напомним,что рациональной функцией называется выражение вида />, где p(x) и q(x) – некоторые многочлены. Заметим, что и многочлены и дажечисла являются частным случаем рациональных функций при соответствующем выборекоэффициентов многочленов p(x) и q(x).
Утверждение2
Пусть/>являютсярациональными функциями с рациональными коэффициентами, причём /> для всех x. Тогда функция /> ни в одной рациональнойточке x не является кубом никакого (отличногоот нуля) рационального числа, то есть
либо />,где R – рациональное число (R ≠ 0);
либо />,где R(x) – рациональная функция, которая при каждом фиксированномрациональном x является рациональным числом.
Доказательство
Действительно,при каждом фиксированном рациональном x мы получаем утверждение для рациональных чисел, которое сформулировано впредыдущем Утверждении 1, что и требовалось доказать.
Утверждение3
Пусть/>являютсярациональными функциями с рациональными коэффициентами от нескольких переменныхx, y, z,…, причем /> для всех x, y, z,….
Тогдафункция /> нив одной из рациональных точек x, y, z,… не является кубом никакого (отличного от нуля)рационального числа, то есть либо:
/>
гдеR — рациональное число (R ≠ 0);
либо/>
гдеR(x,y,z,…) – рациональная функция, котораяпри каждом фиксированном рациональном x, y, z,… является рациональным числом.
Доказательство
Действительно,при каждом фиксированном рациональном x, y, z,… мы получаем утверждение для рациональных чисел, то есть Утверждение1, что и требовалось доказать.
Гдеи как можно использовать вышеприведенные утверждения?
Дляанализа неразрешимости некоторых уравнений в рациональных числах практически повнешнему виду.
Примеры:
1. /> - куб рациональнойфункции R(x) = 3x2, которая при рациональном x является рациональным числом.Следовательно, уравнение /> неразрешимо в рациональныхчислах.
2. /> - куб рациональнойфункции R(x) =/>неразрешимо в рациональныхчислах.
3. /> - куб рациональногочисла 3, отсюда /> неразрешимо в рациональных числах
4. /> - куб рациональнойфункции R(x,y) = /> не разрешимов рациональных числах
5. /> - куб рациональнойфункции R(x) = х37 => уравнение не разрешимо врациональных числах.
Следовательно,система уравнений /> неразрешима в ненулевыхрациональных числах x, y, z, где R –рациональное число (R≠0).
Задача2
Утверждение1
Пустьр1, р2,р3 и р4 являются рациональными ненулевыми числами, причем /> (1). Тогдапроизведение /> не может равным ни />, то есть не можетвыполняться соотношение
/>/>                                                                       (2)
где/> = 1;2;3;4 и если /> - рациональное число.
Доказательство
Положим/>.Очевидно, x, y и z –это рациональные ненулевые числа, так как рациональными ненулевыми числамиявляются р1, р2,р3. Так как р1, р2, р3 в (1) и (2) равноправны, то за /> в (2) мы можемпринять любое из них, т.е. /> = 1;2;3. Пусть для определенности/> (3),тогда р4 на основании (1) принимает вид:
/>                                                               (4)
Такимобразом, замена р1, р2,р3 на x, y и z является обратимой (число р4 в обоих случаях является зависимойпеременной).
Предположимтеперь, что Утверждение 1 неверно, и число
/>
Тогдаимеем:
/>    (5)
гдеx, y и z – ненулевыерациональные числа, а (5) равносильно

/>                                                             (6)
Действительно,можно из уравнения (6) получить (5):
/>,                                                          (6)
/>, />,
/>,
/> (5), что итребовалось доказать.
Обозначим/>. Тогда(6) примет вид: />. Так как x, y и z — рациональные числа, то и числа A, B и C также рациональные числа. Но тогдаони будут рациональными решениями уравнения Ферма 3-й степени />, которое, как хорошоизвестно, неразрешимо в рациональных числах.
Полученноепротиворечие доказывает наше утверждение.
Примечание:
1).Легко понять, что суммой P4 в (1) может быть являться любое изслагаемых (например: />), а произведение новых членовостается прежним, то есть
/>,
гдеi может принимать и значение 4, тогда впроизведении

/>
2).. А если А = 0, или В = 0? Ведь в этом случае могут, наверно, появиться иненулевые рациональные числа р1, р2, р3, R, удовлетворяющие условию нашего Утверждения! Покажем, чтоони не появятся.
Случаи,когда А=0, или В=0, противоречат нашему утверждению.
Действительно,если, например,
/>то из />/> В = С
/>/>=/>x = 0 /> x = 0 /> />х=0, что противоречит нашемуутверждению.
Аналогичныерассуждения и для В=0.
Утверждение2
Пусть/> являютсярациональными функциями с рациональными коэффициентами, причем /> для всех x. Тогда функция /> ни в одной рациональнойточке x не может быть равной ни />, то есть неможет выполняться соотношение />.
Доказательство
Действительно,при каждом фиксированном рациональном x мы получаем утверждение для рациональных чисел, которое сформировано впредыдущем Утверждении 1, что и требовалось доказать.
Утверждение3.
Пусть/> являютсярациональными функциями с рациональными коэффициентами от нескольких переменныхx, y, z, …, причем /> для всех x, y, z, …. Тогда функция /> ни в одной израциональных точек x, y, z, … не может быть равной ни
/>
тоесть не может выполняться соотношение
/>
гдеi=1;2;3;4
Доказательство
Действительно,при каждом фиксированном рациональном x, y, z, … мы получаем утверждение для рациональных чисел, то есть Утверждение1, что и требовалось доказать.
Гдеи как можно использовать вышеприведенные утверждения?
Дляанализа разрешимости некоторых уравнений в рациональных числах практически повнешнему виду.

Примеры
1.      />
гдеx2 – второе слагаемое, которое при рациональном x является рациональным числом =>уравнение /> неразрешимо в рациональных числах.
2.      />
гдеx – второе слагаемое, которое прирациональном x – рациональное число. /> не разрешимов рациональных числах.
3.      />
гдеy – третье слагаемое, которое прирациональном y – рациональное число /> не разрешимо врациональных числах.
Следствие
Системауравнений
/>

неразрешимав рациональных числах, где /> - переменные (не равные 0).
Задача3
Утверждение (n=3) Уравнение
a3= b2 + cd2                                                                                              (1)
где с = const,имеет следующее решение:
a = α2 +cβ2 b = α3 — 3cαβ2 d = 3α2β — cβ3
гдеα и β — произвольные числа.
Доказательство
Рассмотримтождество
(2)(x2+cy2)(u2+cυ2)≡(xu-cyυ)2+c(xυ+yu)2
гдес = const (некоторое число); x,y,u,υ — переменные (произвольные числа).
Еслиодин из 2x сомножителей в скобках левой частитождества (2) является квадратом другого (например: (x2+cy2)2=u2+cυ2), то тождество (2) можно записать не через четыре переменных x,y,u,υ, а только через две (α и β),где α и β-другие переменные.
Действительно,если (x2+cy2)2=u2+cυ2 (3), общий вид которого

(4) a12=u2+cυ2 (случай,когда(n=2)), а его решения (это специалистам известно):
(5)a1=α2+cβ2,
(6)u=α2-cβ2,
(7) υ=2αβ, где α и β-произвольныечисла ((эти решения специалистам известны).
(Действительно,если в (4) подставить его решения (5), (6) и (7), то получим тождество: (α2+cβ2)2 ≡(α2-cβ2)2+c(2αβ)2 (8). Следовательно, имеем следующее:
(9)x2+cy2=α2+cβ2
(6)u=α2-cβ2
(7) υ=2αβ
Уравнение (9) обращается в тождество при x=α(10) и y=β (11), значит
(10)и (11) являются решениями (9).
Учитывая (3), тождество (2) запишетсяв виде уравнения:
(x2+cy2)(x2+cy2)2=(xu-cyυ)2+c(xυ+yu)2=>
=>(12) (x2+cy2)3=(xu-cyυ)2+c(xυ+yu)2
Учитывая(6), (7), (10) и (11), уравнение (12) запишется:
(α2+сβ2)3=[α·(α2-cβ2)-cβ·2αβ]2+c[α·2αβ+β(α2-cβ2)]2=
=[α3-cαβ2-2cαβ2]2+c[2α2β+βα2-cβ3]2=(α3-3cαβ2)2+c(3α2β-cβ3)2=>
=>(13) (α2+cβ2)3≡(α3-3cαβ2)2+c(3α2β-cβ3)2
где α и β — произвольные.
Т.к. (13) — тождество, то решением уравнения (1) a3 = b2 + cd2 (случай, когда(n=3)), являются:
а= α2 + cβ2 b = α3 — 3cαβ2
d = 3α2β- cβ3, где α и β — произвольные числа, ч.т.д…
Утверждение2. (n = 2;3;4;5;6;7)
Уравнениеan=b2+cd2 (1), где c = const, имеет следующее решение:
a=α2+cβ2
b=αn-κ3cαn-2β2+κ5c2αn-4β4-κ7c3αn-6β6+…
d=nαn-1β-κ4cαn-3β3+κ6c2αn-5β5-κ8c3αn-7β7+…,
гдеκi- биноминальные коэффициенты степени n, где i = 3;4;5;6;7;8;…;
/>κ1=1 — первые два биноминальных коэффициентав
κ2=п биноме Ньютона при αn и αn-1β;
n — натуральнаястепень (n>1).
Доказательство
(методом анализа частных случаев,когда n = 2;3;4;5;6;7)
I этап
Рассмотримчастные случаи.
Намуже известны решения уравнения (1) an=b2+cd2 для степени n=2 и n=3 (смотридоказательствоУтверждение1).
n = 2
(2) a2 = b2 + cd2, где
/>a=α2+cβ2
b=α2-cβ2 (2') — приэтих значениях a, b и c уравнение (2) превращается вd=2αβ тождество (α2+cβ2)2≡ (α2-cβ2)2+c(2αβ)2 (2'').
n=3
(3)a3=b2+cd2,
где
a=α2+cβ2
b=α3-3cαβ2 (3') — при этихзначениях a,b и c уравнение (3) превращается вd=3α2β-cβ3 тождество (α2+сβ2)3≡ (α3-3сαβ2)2+с(3α2β-сβ3)2 (3'').
Пример:при α = β = 1 и c=2 имеем верное равенство:
(1+2·1)3= (1-3·2·1)2 + 2·(3-2·1)2/> 33 ≡ 52 +2·12
Напомню,что при нахождении решения уравнения (1) длястепени n = 3 мы в доказательстве Утверждения1опирались на тождество (2)
(x2+cy2)(u2+cυ2) ≡ (xu-cyυ)2+c(xυ+yu)2,
ина решение уравнения (1)второй степени, т.е.степени на единицу меньшую. Аналогичным методом можно найти решение уравнения (1) для других натуральных степеней n.
n=4
/>Пусть в тождестве (2) (x2+cy2)(u2+cυ2) ≡ (xu-cyυ)2+c(xυ+yu)2
a = x2+cy2
a3= u2+cυ2                                                                                                                                                (5)
тогдаимеем соотношение (x2+cy2)3 = u2+cυ2 (6), которое есть ничто иное, какуравнение (1) с n=3: a3= b2 + cd2 (3) (см. случай n=3).
Учитывая(3') и (6),получаем:
а =x2+cy2= α2+cβ2 (7')
u = α3-3cαβ2 (7) (7'')
υ = 3α2β-cβ3 (7''')
Учитываяформулы (10) и (11) в доказательстве Утверждения1 (x=α, y=β (8)) при нахождении решения уравнения (1) для n=3, автоматически распространим его ипри нахождении решения уравнения (1) дляn>3. Тогда, с учетом (5) тождество(2) принимает вид:
a4 = (xu-cyυ)2 + c(xυ+yu)2=> a4 = b2 + cd2 (9)
где
a = x2+cy2
b = xu-cyυ (10)
d = xυ+yu
Учитывая(8), (7'),…, (7'''), запишем a, b, d в системе (10) через α и β:
a = α2+cβ2
b =xu-cyυ=α(α3-3cαβ2)-cβ(3α2β-cβ3)=α4-3cα2β2-3cα2β2+c2β4 = α4-6cα2β2+c2β4
d = xυ+yu=α(3α2β-cβ3)+β(α3-3cαβ2)=3α3β-cαβ3+βα3-3cαβ3 = 4α3β-4cαβ3
Итак,уравнение (9) a4=b2+cd2 имеетследующее решение:
/>a = α2 + cβ2
b =    α4-6cα2β2+c2β4 (11) и соответствующее тождество:
d = 4α3β — 4cαβ3
(12)(α2+сβ2)4≡(α4-6сα2β2+с2β4)2+с(4α3β-4сαβ3)2
Пример:
приα = β = 1 и с = 2=> 34 = (1-12+4)2+2·(4-8)2 => 81 ≡49 + 32.
n=5
Рассужденияаналогичны.
Пустьв тождестве (2) (x2+cy2)(u2+cυ2) ≡ (xu-cyυ)2+c(xυ+yu)2
a = x2+cy2                                                                                                                                                (13)
тогдаполучаем соотношение:
a4= u2+cυ2
(x2+cy2)4 = u2+cυ2 которое есть ничто иное, какуравнение (1) с n=4: (9)a4=b2+cd2) (см. случай n=4), решениекоторого есть система (11). Отсюда:
a =x2+cy2=α2+cβ2
u =α4-6cα2β2+c2β4                                                                            (14)
υ =4α3β-4cαβ3
Сучетом (13) тождество (2) принимает вид:
a5 = (xu-cyυ)2 + c(xυ+yu)2=> a5=b2+cd2                                          (15)
где
a = x2+cy2
b = xu-cyυ                                                                                       (16)
d = xυ+yu
Учитывая(8) (x=α, y=β) и (14), запишем a,b,d в системе (16) через переменныеα и β:
a = α2 +cβ2
b = xu-cyυ =α(α4-6cα2β2+c2β4)-cβ·(4α3β-4cαβ3)=
=α5-6cα3β2+αc2β4-4cα3β2+4c2αβ4 = α5-10cα3β2+5c2αβ4
d = xυ+yu =α(4α3β-4cαβ3)+β(α4-6cα2β2+c2β4)=
=4α4β-4cα2β3+α4β-6cα2β3+c2β5 = 5α4β-10cα2β3+c2β5
Итак,уравнение (15) a5=b2+cd2 имеетследующие решения:
/>a=α2+cβ2
d=5α4β-10cα2β3+c2β5                                                                      (17)
b=α5-10cα3β2+5c2αβ4
и соответствующеетождество:
(α2+cβ2)5=(α5-10cα3β2+5c2αβ4)2+c(5α4β-10cα2β3+c2β5)2                             (18)
Пример:
приα=β=1 и с=2 =>
=>35 = (1-20+20)2+2·(5-20+4)2 = 12+2·112 => 35 =12 +2·112=243
n=6
Решениеуравнения a6=b2+cd2 (19) находятсяаналогично. Доказательство опирается на известные решения уравнения предыдущейстепени, т.е. n=5. Уравнение (19) имеетследующее решение:
a = α2 + cβ2
b = α6 — 15cα4β2 + 15c2α2β4 — c3β6                                                    (20)
d = 6α5β- 20cα3β3 + 6c2α
исоответствующее тождество:
(α2 + cβ2)6 = (α6 — 15cα4β2 + 15c2α2β4 — c3β6)2 + c(6α5β — 20cα3β3 + 6c2αβ5)2                                                                                                                                                                                                        (21)

Пример:
приα = β = 1 и c = 2 имеем:
36=(1-30 + 60 — 8)2 + 2(6 – 40 + 24)2 =
=232 + 2 × (-10)2 => 36 ≡ 232+ 2 × (-10)2 ≡ 725.
n=7
Аналогичныерассуждения приводят к тому, что уравнение
(22)a7 = b2 + cd2 имеет следующее решение:
/>

a = α2+ cβ2
b = α7 — 21cα5β2+ 35c2α3β4 — 7c3αβ6                                                 (23)
d = 7α6β- 35cα4β3+ 21c2α2β5 – c3β
асоответствующее тождество:
(24)(α2 + cβ2)7 ≡
≡(α7-21cα5β2 + 35c2α3β4-7c3α6β7)2 +24+ c(7α6β — 35cα4β3 + 21c2α2β5 – c3β7)
Пример:
приα = β = 1 и c = 2 имеем:
37= (1- 42 + 140 — 56)2 + 2(7 – 70 + 84 — 8)2 =
=432 + 2×132 => 37≡ 432+ 2×132 ≡ 2187.
ІІэтап
Получениеобщего решения уравнения
(1)an=b2 + cd2
(Напомним,доказательство не строгое, опирается на частные случаи)
Выпишемвсе тождества, полученные для каждой степени
n= 2; 3; 4; 5; 6; 7;
n= 2
(α2+cβ2)2= (α2 – cβ2)2 + c(2αβ)2
n= 3
(α2+cβ2)3= (α3 — 3cαβ2)2+c(3α2β– cβ3)2
n= 4
(α2+cβ2)4= (α4 — 6cα2β2+c2β4)2+c(4α3β – 4cαβ3)2
n = 5
(α2+cβ2)5= (α5 — 10cα3β2+5c2αβ4)2+c(5α4β – 10cα2β3+c2β5)2
n = 6
(α2+cβ2)6= (α6 — 15cα4β2+15c2α2β4-c3β6)2+c(6α5β – 20cα3β3+6c2αβ5)2
n = 7
(α2+cβ2)7= (α7 — 21cα5β2+35c2α3β4-7c3αβ6)2+c(7α6β –
-35cα4β3+21c2α2β5-c3β7)2
Анализируяэти тождества, приходим к общему тождеству общего уравнения
an = b2 + cd2 (1) :
(α2+ cβ2)n = (αn – k3cαn-2β2 + k5c2αn-4β4– k7c3αn-6β6+…)2 +
+ c(nαn-1β – k4cαn-3β3+ k6c2αn-5β5– k8c3αn-7β7)2                              (25)
/>где в правой части тождества 25 вобеих скобках слагаемые представляют собой слагаемые бинома Ньютона
(α+ β)n, умноженных на ±cm, где m = 0,1,2,3…,
знак«+», если m-четное,
/>ki – биноминальныекоэффициенты, где i= 3,4,5,…,
k1= 1 — первые два биноминальных коэффициента при αn и αn-1β.
k2= n
Глядяна уравнение (1) и тождество (25), определяем, что решением уравнения (1) an = b2 + cd2 являются:
a = α2+ cβ2
b = αn – k3cαn-2β2 + k5c2αn-4β4 – k7c3αn-6β6 +…
d = nαn-1β – k4cαn-3β3 + k6c2αn-5β5 – k8c3αn-7β7+…, ч.т.д.
Утверждение. ( n>1-любое натуральное)
Уравнениеan = b2 + cd2 (1), где c = const, имеет следующее решение:
a = α2 + cβ2
(2) b = αn – k3cαn-2β2 + k5c2αn-4β4 – k7c3αn-6β6 +…
d = nαn-1β – k4cαn-3β3 + k6c2αn-5β5 – k8c3αn-7β7 +…,
ki– биноминальные коэффициенты степени n,
гдеi = 3; 4; 5; 6; 7; 8…,
/>k1 = 1 первые два биноминальных
k2= n коэффициента для степени n,
n– натуральная степень (n > 1)
Общеедоказательство
(Методматематической индукции)
Итак,нами доказана справедливость найденного решения (2)
уравнения(1) для степеней n = 2; 3; 4; 5; 6; 7.
Предположим,что решение (2) справедливо и для степени n–1.
Тогда,обозначив биноминальные коэффициенты для этой степени ki/n-1, где i= 1; 2; 3…, (k1/n-1 = 1, k2/n-1 = n-1), можно записатьтождество:
(3)(α2 +cβ2)n-1 ≡
≡/> (αn-1 – k3/n-1cαn-3β2+ k5/n-1c2αn-5β4 – k7/n-1c3αn-7β6+…)2 +
                                      (первая скобка)
/>+ c(k2/n-1αn-2β– ck4/n-1αn-4β3 + c2k6/n-1αn-6β5– c3k8/n-1αn-8β7 + …)2⇒
                                         (вторая скобка)
⇒ (α2 + cβ2)n-1 ≡ (перваяскобка)2 + c(вторая скобка)2                            (3')
Принахождении решений уравнения (1) для частных случаев (n = 2; 3; 4; 5; 6; 7) мыиспользовали соотношение:
(4)an = (xu — cyυ)2 + c(xυ + yu)2,
где n = 2; 3;…7.
x = α
y = β
/>a = x2 + cy2 = α2+ cβ2
(5)   b = xu – cyυ = αu – cβυ
d = xυ + yu = αυ + βu
где,в свою очередь
u= (первая скобка)
υ= (вторая скобка), для n = 2; 3; 4; 5; 6; 7 в соотношении (3) (или (3'))
Аналогичнорассуждая, попробуем доказать справедливость теоремы для произвольной степениn, предположив, что она справедлива для степени n – 1
Этозначит, что надо исследовать решение (5) уравнения (4) (или, что тоже, уравнения (1)) дляпроизвольной степени n.
Итак,пусть для произвольной степени n

a = α2+cβ2                                                                                                                                                (6)
b= αu – cβυ = α(первая скобка) – cβ(вторая скобка) =
= α(αn-1-k3/n-1cαn-3β2+ k5/n-1c2αn-5β4-k7/n-1c3αn-7β6+...)
— cβ(k2/n-1αn-2β– ck4/n-1αn-4β3 + c2k6/n-1αn-6β5–
– c3k8/n-1αn-8β7 +…) =
=(αn – ck3/n-1αn-2β2+ c2k5/n-1αn-4β4 – c3k7/n-1αn-6β6+…) +
+(-ck2/n-1αn-2β2 + c2k4/n-1αn-4β4 – c3k6/n-1αn-6β6 +
+ c4k8/n-1αn-8β8-…) =
= αn – c(k2/n-1 + k3/n-1)αn-2β2 + c2(k4/n-1 + k5/n-1) +
+ αn-4β4 — c3(k6/n-1 + k7/n-1)αn-6β6 +…=
 =αn — ck3αn-2β2+ c2k5αn-4β4-c3k7αn-6β6 +…. /> />
/> b = αn-ck3αn-2β2 + c2k5αn-4β4-c3k7αn-6β6 +…                                (7)
где(8) kί = kί-1/n-1 + kί/n-1 – биноминальныекоэффициенты для степени n;
ί= 3;5;7;…;
k1= 1 – первый биноминальный
коэффициентпри αn в (7);
kί-1/n-1и kί/n-1 – два биноминальных последовательных
коэффициентадля степени n – 1.
Соотношение(8) — это одно из свойств биноминальных коэффициентов в «Треугольнике Паскаля»:
Каждыйиз биноминальных коэффициентов равен сумме двух биноминальных коэффициентов,стоящих над ним.

«ТреугольникПаскаля»
1
11
12 1
13 3 1
14 6 4 1
15 10 10 5 1
16 15 20 15 6 1
Теперьнайдем выражение для d:
d= αυ + βu = α(вторая скобка) + β(первая скобка) =
= α(k2/n-1αn-2β– ck4/n-1αn-4β3 + c2k6/n-1αn-6β5–
– c3k8/n-1αn-8β7 +…) +
+ β(αn-1-ck3/n-1cαn-3β2 + k5/n-1c2αn-5β4-k7/n-1c3αn-7β6+...)=
= k2/n-1αn-1β – ck4/n-1αn-3β3 + c2k6/n-1αn-5β5 –
– c3k8/n-1αn-7β7 +…+ αn-1β – ck3/n-1αn-3β3 + c2k5/n-1αn-5β5 –
– c3k7/n-1αn-7β7 +…=
=(1 + k2/n-1) αn-1β – c(k3/n-1 + k4/n-1) αn-3β3 + c2(k5/n-1 + k6/n-1) αn-5β5 – c3(k7/n-1 + k8/n-1) αn-7β7 +…=
= k2αn-1β – ck4αn-3β3 + c2k6αn-5β5 – c3k8αn-7β7 +…. />
/> d = k2αn-1β – ck4αn-3β3 + c2k6αn-5β5 – c3k8αn-7β7 +… (9),
где(8) kί = kί-1/n-1 + kί/n-1 — –биноминальные коэффициенты для степени n; (вышеупомянутое свойство
биноминальныхкоэффициентов(8));
ί= 2;4;6;8;…;
k2= n — второйбиноминальный
коэффициентдля степени n;
kί-1/n-1и kί/n-1 – два биноминальных последовательных коэффициента длястепени n – 1.
Итак,учитывая (5), (6), (7), (9),уравнение (4) принимает вид:
an = b2 + cd2 (1), где
a = α2 + cβ2
b = αn – c k3αn-2β2 + c2k5αn-4β4 – c3k7αn-6β6+…
d = nαn-1β – c k4αn-3β3 + c2k6αn-5β5– c3k8αn-7β7 +…,
являютсярешениями уравнения (1) при c = const;
ki– биноминальный коэффициент степени n;
i= 3; 4; 5; 6; 7; 8…;
k1= 1, k2 = n, n > 1 — натуральная степень.
Утверждениедоказано.

СкворцовАлександр Петрович, учитель, ветеран педагогического труда;
г.Колпашево Томской области, август 2009.
Перваязадача рецензирована в 1996 г. доктором физико математических наук.
Всетри задачи чуть позже рецензированы томским специалистом математиком ТимошенкоЕ. (к сожалению, ни имени, ни отчества его я не знаю), которого для этой целипо моей просьбе нашел ректор ТПУ Похолков Юрий Петрович, за что я им всем оченьи очень благодарен.
Отзывспециалистов о моей работе неплохой. Вот выдержка из «Рецензии на работуСкворцова А.П. «Несколько задач, теорем и утверждений по теории чисел»»Тимошенко Е.: «В данной работе особый интерес представляют доказательстванеразрешимости в рациональных ненулевых числах уравнения р1 + р2= р3, где р1* р2 * р3 = R3, где R –рациональное число (Задача1. Автор), и неразрешимости в рациональных ненулевых числах системы/>, /> (Задача 2. Автор).
Авторуказывает довольно широкое семейство решений уравнения an=b2+cd2 (1), зависящее от двух параметров /> и /> (Задача 3. Автор). Так, для уравнения (2) a3 = b2 + cd2 приводится решение а = α2 + cβ2, b = α3 — 3cαβ2, d = 3α2β- cβ3 (3).
Ксожалению, остается недоказанным, что это решение – общее, т.е. не ясно, любоели решение уравнения (2) может быть представлено в виде (3). То же самое можносказать и о решении уравнения (1). … ». К сожалению, этот вопрос для меня досих пор остается открытым. Хотя, если мое мнение кого-то интересует, интуициямне подсказывает, что найденное мною решение уравнения (1) — единственное.Однако я хорошо понимаю, что интуиция – это еще не факт.
Думаю,что специалистам данная Задача 3 и ее доказательство известны. Однако лично мнеона на глаза не попадалась. В дальнейшем в одной из очередных работ результатыэтой задачи мне очень пригодились.
Чтокасается первых двух задач, то они мне тоже нравятся, и, думаю, могут вызватьинтерес не только у специалистов, но и у студентов и школьников нафакультативных занятиях.
А.П.Скворцов.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат Розробка програм мовою С++
Реферат Redstorm Rising Book Report Essay Research Paper
Реферат Питання до іспиту з курсу Основи права
Реферат Заповедники Омской области
Реферат Формы обеспечения возвратности банковского кредита
Реферат Анализ финансового состояния на примере ООО Альянс
Реферат Организация уплаты таможенных платежей
Реферат Формування валютних курсів
Реферат Повышение рентабельности продукции на основе снижения переменных затрат в цехе холодной прокатки
Реферат Розробка програми Sierpins, яка реалізує побудову рекурсивних кривих Серпінського
Реферат Средства выражения авторской позиции в рассказе Бориса Лавренева Сорок первый
Реферат Етапи та види карєри
Реферат Пересмотр гражданских дел в порядке надзора
Реферат Розробка програми мовою програмування С++ по пошуку коренів нелінійних рівнянь
Реферат Особливості перехідної економіки України