九極殘廢 1509 字 5個月前

第39章 證法太多啦

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「第一種方法,用群論中的拉格朗日定理來證明。」

「構造模p乘法群Z*p=(1,2,3……p-1),p為素數,其階為p-1。對該群中任意元素a∈Z*p,其生成的循環子群

的階,必整除p-1。即存在整數k,使得p-1=k·ord(a),因此,可直接導出a^(p-1)≡1(mod p)。」

「清晰又簡單,幾步就證出來了……不過這需要用到群論。」  【記住本站域名 書海量,.任你挑 】

羅倫這一世並沒有接觸過抽象代數,甚至連線代等高等代數的內容也沒接觸過。

而群論屬於抽象代數的分支內容。

當前,羅倫並不清楚這個世界的代數學,究竟發展到了哪個地步。

群環域等抽象代數的概念是否已經誕生?

連費馬小定理都能被稱作難題,想來是沒誕生的,否則不至於連一道初等數論的題目都搞不定。畢竟初等數論的強度連線性代數都不如,強度在線性代數之上的抽象代數,那得解析數論和代數數論來了才能與之碰一碰。

所以,眼下若要用群論來解決這道題目,就得從無到有把群論搞出來,然後才能運用其中的各種結論解題。

為了證明個費馬小定理,就將群論拎出來?

這純屬是用大炮打蚊子,或者說是為了蘸那點醋就去包餃子,非但沒太大必要,還顯得太蠢、太虧了。

畢竟,這個世界的數學知識並非隻是死的邏輯工具,而是具有超凡特性的事物。

在沒搞明白當前數學界的格局之前,貿然將群論這種能顛覆世界的數學大殺器祭出來,不一定是件好事。

迅速斃掉群論證法後,羅倫的思緒再次流轉起來。

「第二種方法,直接通過初等數論中的歐拉定理來證明,設a與p為正整數,且它們的最大公約數為1,則有a^φ(p)≡1(mod p),當p是一個素數時,φ(p)=p﹣1,即可得證……」

「說起來,費馬小定理本就可以看作是數論歐拉定理的一個特例,屬於是天然推論。」

「第三種方法,通過將二項式定理展開比較係數,再結合歸納法,也可得證。」

「第四種方法,進行多項式根與導數分析,利用代數方程的根唯一性來證明,不過還是需要用到群論的一些思想。」

「第五種方法,尋找組合不變量與代數結構的深層聯繫,再通過旋轉對稱性來證明,譬如,將題乾中的模p運算,與素數長度項鍊的旋轉對稱性對應,也可以完成證明。」

「第六種方法,利用完全剩餘係來證明,考慮集合{a, 2a,...,(p-1)a}在模p下的排列,這些數的乘積與1到p-1的乘積同餘……」

思緒到這裡,羅倫的心中又不由延伸出了更多的證明方法。

不過,多是以上幾種方法的變形。

仔細斟酌了下,他覺得第三種方法最省心省事。

「相比於另外五種證法,二項式定理和歸納法,是這個世界中已誕生的概念……」

「之前在霧森三中上課時,有個數學老師為了賣弄自己對前沿知識的掌握程度,專門講述過二項式定理的內容,不需要涉及新的概念,而且比較容易理解……那就它了。」

思緒流轉到這裡。

確定要用第三種證法,來解決這道猜想後,羅倫也不拖遝。

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他一抬手,指尖自動繞起一圈橙黃霧氣,化作一支帶墨的寫字筆,筆尖觸及白色寫字板,快速往上麵書寫起了自己的證明過程。

[對(a+1)^p進行二項式展開,可知:(a+1)^p=∑(k=0→p)(k,p)a^(k-p)·1^k=(0,p)a^p+(1,p)a^(p-1)+……+(p-1,p)a+(p,p)。]

[通過觀察,可以注意到:當p是素數時,除了第一項和最後一項,其餘的每一項係數都是p的倍數。]

一旁,莫利斯見羅倫居然看了幾眼題目,沒過多久,便開始了解答,神情不由一怔。

這就有解題思路了?

不會吧……

莫利斯心下一跳,但隨後又暗暗搖頭:

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