(费马大定理.docxVIP

费马大定理（Fermats last theorem）现代表述为：当n＞2时，方程xn＋yn＝zn 没有正整数解。费马大定理的提出涉及到两位相隔1400年的数学家，一位是古希腊的丢番图，一位是法国的费马。丢番图活动于公元250年左右，他以著作《算术》闻名于世，不定方程研究是他的主要成就之一。他求解了他这样表述的不定方程（《算术》第2卷第8题）：将一个已知的平方数分为两个平方数。（1）现在人们常把这一表述视为求出不定方程x2＋y2＝z2 （2）的正整数解。因而，现在一般地，对于整系数的不定方程，如果只要求整数解，就把这类方程称为丢番图方程。有时把不定方程称为丢番图方程。关于二次不定方程（1）的求解问题解决后，一个自然的想法是问未知数指数增大时会怎么样。费马提出了这一数学问题。费马生前很少发表作品，一些数学成果常写在他给朋友的信中，有的见解就写在所读的书页的空白处。他去世后，才由后人收集整理出版。1637年前后，费马在读巴歇校订注释的丢番图的《算术》第2卷第8题，即前引表述（1）时，在书的空白处写道：“另一方面，将一个立方数分成两个立方数，一个四次幂分为两个四次幂，或者一般地将一个高于二次的幂分为两个同次的幂，这是不可能的。关于此，我已发现一种美妙的证法，可惜这里空白的地方太小，写不下。” （3）费马去世后，人们在整理他的遗物时发现了这一段话，却没有找到证明，这更引起了数学界的兴趣。后来，表述（3）被理解为：当整数n＞2时，方程xn＋yn＝zn （4）没有正整数解。欧拉、勒让德、高斯等大数学家都试证过这一命题，但都没有证明出来，问题表述的简单和证明的困难，吸引了更多的人投入证明工作。这一命题就被称为费马猜想，又叫做费马问题，但更多地被叫做“费马最后定理”，在我国，则一般称之为费马大定理。“费马最后定理”的来历可能是：费马一生提出过许多数论命题，后来经过数学界的不懈努力，到1840年前后，除了一个被反驳以外，大多数都被证明，只剩下这个费马猜想没有被证明，因此称之为“最后定理”。称之为费马大定理是为了和“费马小定理”相区别，后者也是数论中的一个著名定理：设p为素数，而a与p互素，则ap -a必为p的倍数。从费马的时代起，人们就不断进行费马大定理的试证工作。巴黎科学院曾先后两次提供奖章和奖金，奖励证明费马大定理的人，布鲁塞尔科学院也悬赏重金，但都无结果。1908年，德国数学家佛尔夫斯克尔（F．Wolfskehl）将10万马克赠给格丁根皇家科学会，用以奖励证明费马大定理的人，悬赏期100年。人们先对费马大定理作了一些探讨，得出只要证明n＝4时以及n是任一奇素数p时定理成立，定理就得证。这为后来的证明指出了方向。最初的证明是一个数一个数地进行的。n＝3的情形在公元972年已为阿拉伯人胡坚迪（al-Khujandi）所知，但他的证明有缺陷。1770年欧拉给出一个证明，但也不完善。后来，高斯给出完善的证明。n＝4的情形，费马本人已接近得出证明（见无穷递降法），后来欧拉等人给出了新证。n＝5的情形，1823年和1826年勒让德和狄利克雷各自独立地给出证明。1832年后者还证明了n＝14的情形。n＝7的情形，1839年为拉梅（Lame）所证明。后来，人们为研究的方便，对费马大定理作了进一步的分析。对于素数p，当p不能整除xyz之积时，不定方程xp＋yp＝zp （5）无正整数解（p＞2），称之为费马大定理的第一种情形，这种情形似乎容易证一些。法国数学家热尔曼证明：如果p是一个奇素数，使得2p＋1也是素数，那么对于p，费马大定理的第一种情形成立；勒让德推广了热尔曼的结果，证明：如果p是素数，使4p＋1，8p＋1，l0p＋1，14p＋1，16p＋1之一也是素数，则对于p，费马大定理的第一种情形成立。这实际上已经证明了对于所有素数p＜l00，费马大定理的第一种情形成立。德国数学家库默尔则从另一个角度分析了费马大定理，他引入理想数和分圆数，开创理想数论，他把素数分为正则素数和非正则素数两部分。他证明，对于正则素数，费马大定理成立。以100之内的奇素数为例，共有24个，除37，59，67外都是正则素数。1844年，库默尔证明了对于它们费马大定理成立。那么素数中到底有多少正则素数呢？这一问题却长期未得到解决。1915年，卡利茨证明非正则素数有无穷多，对于非正则素数怎么处理呢？还得回到一个一个证明的老路上来。1857年库默尔证明对于p＝59，67，费马大定理成立；1892年米里曼诺夫（D．Mirimanoff）证明对p＝37费马大定理成立。电子计算机出现并广泛应用之后，对非正则素数情形的证明取得了新的进展：1978年证明，对125000以内的非正则素数，费马大定理成立；1987年这一上限推进到150000;1992年更推进到1000000。由于库默尔第一次“成批地