二项式不等式重要公式证明,二次函数不等式证明方法

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-11-03 16:03:47

科拉兹(1910-1990)与角谷静夫(1911-2004)

还有一些数自身具有特殊的性质。一个数,如果它是三个边长都为有理数的直角三角形的面积,我们就称其为“同余数”。从下图可以看出5,6,7是同余数,而费马最早证明1,2,3不是同余数。

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如果一个数等于除了它自身之外所有的约数之和,我们就它称为“完全数”。6就是个完全数,除了它自身,6的约数有1、2和3,且 6=1 2 3。同样地,28=1 2 4 7 14也是一个完全数。不难验证,496,8126,33550336也都是完全数。

与完全数相关的概念是“亲和数”。给定两个数A和B,如果A除了本身之外的所有约数之和等于B,并且反过来B除了本身之外的所有约数之和等于A,我们就称A和B是一对亲和数。例如:220除了本身之外的约数是1、2、4、5、11、20、22、44、55、110,它们之和是284,而284除了自身之外的约数是1、2、4、71、142,它们加和恰好是220。因此220和284是一对亲和数,它们最早由毕达哥拉斯发现。之后,费马发现了亲和数17298和18416,笛卡尔发现了亲和数9363584和9437056。其它已知的亲和数还有:1184和1210,2620和2924,5020和5564,6232和6368……借助计算机,目前科学家已经找到了数千对亲和数。

上述完全数和亲和数都是针对于合数,而素数本身就有许多奇妙的规律。如果一个大于1的自然数,除了1和它本身外没有其他约数,我们就称这个数是素数,也称为质数。最小的十个素数依次是2,3,5,7,11,13,17,19,23,29。欧几里得在《几何原本》中就素数做了一些讨论,并给出了“有无限多个素数”的论断。这个结论很容易证明。假定素数只有有限多个:2,3,5,...,p,其中p是最大的素数。我们把所有的素数乘起来再加1,即定义N=2×3×5×...×p 1。显然N的约数只有1和N本身,故知N(>p)也是一个素数,这与p是最大的素数相矛盾,假设不成立!因此素数一定有无限多个。

关于素数有许多神奇而有趣的现象,前面提到的哥德巴赫猜想就和素数相关。关于素数的另一个著名的猜想是孪生素数猜想,该猜想认为:存在无穷多对孪生素数对。这一猜想是1949年由法国数学家波利尼亚克提出的。孪生素数对指的是挨在一起(相差为2)的两个素数,例如3和5、5和7、11和13、17和19都是孪生素数对。数学家发现,当数字越大时,素数就越稀少,想要找到孪生素数对就越困难。但孪生素数猜想却认为存在无穷多组孪生素数对,也就是说,给定一个任意大的有限数,总能找到比它更大的孪生素数对。仔细想想,这个猜想颇有点玄幻的味道。遗憾的是,这个猜想至今还未被完全证明。

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波利尼亚克(1826-1863)和一些孪生素数对,你能证明/证伪这个猜想么?

2013年,华人数学家张益唐在孪生素数猜想问题上取得了历史性的突破。他证明了存在无穷多个素数对,其中每对素数之差小于7000万。继而经过诸多数学家的努力,7000万这个差值界已经降到了200多。而孪生素数猜想中素数对的差值是2。

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张益唐(1955-)

“数学是科学的皇后”,大多数人都知道这句德国数学家高斯的名言。其实这句话的后面还有一句:“数论是皇后的皇冠”。高斯被称为数学王子,他本人在数学,包括数论的许多方面做出了卓然的贡献,他还证明了代数基本定理,是非欧几何的发明人之一。数学中许多定理和方法以他命名,如高斯最小二乘法、高斯-博内定理、高斯正态分布、高斯积分公式、高斯二项式定理等等。

多元一次方程的消元解法在我国古书《九章算术》中就早有记载,在西方也被称为高斯消去法。高斯出生于贫苦人家,小时候家境不好。他父亲是个烧砖工人,不让高斯上学,希望高斯长大后继续烧砖的工作。在舅舅的劝说和母亲的坚持下,高斯直到7岁才开始上学。一上学高斯就展露了他的数学天赋。一个广为人知的故事是高斯9岁就自己推导出了特殊等差数列的求和公式1 2 ... N=(N 1)N/2。大学时,高斯给出了正十七边形的尺规作图法,24岁即出版了学术专著《算术研究》。该书至今仍是数论方面最重要的著作之一。高斯从30岁开始担任哥廷根大学的教授和天文台台长,直到他去世。

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