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十三费马的陷阱(第2页)

N2=1+3+5+7+…+(2×N-1)。

爸爸回到餐桌,把这张纸给两个孩子看。“最后面的公式是可以用高斯求和来简单证明的。这就是说,累计的奇数之和一定等于某个数的平方,我们看看图就可以特别简单地知道它的含义。”

爸爸指着图说:“这就像是剥开的洋葱一样。如果这是一个洋葱的正方形切片。第一层就是1个小方块,第二层就是3个小方块,第三层就是5个小方块,以此类推。但是这样的各层一起总是构成一个正方形,各层之和应该等于正方形的面积,也意味着是某个数字的平方。这个数就是正方形的边长,恰好就应该是最外面一层小方形数量的一半取整再加一。”爸爸说完,姐妹两个都频频点头,面带微笑。

“现在最外面的一层是9个小方块,9刚好是3的平方,而里面包的是一个面积为4×4的正方形。而4×4的正方形加上外面的一层又刚好构成一个5×5的正方形。”姐姐还是比妞妞理解得快。“这就是说32+42=52!”

“寻找满足勾股定理的三个数,就是寻找三个正方形,使得其中的两个面积和等于第三个。不是任意拿两个正方形都可以拼成一个新的正方形的。”

爸爸看着孩子们充满求知欲的眼神接着说:“而姐姐今天出的两个数的立方和等于某个数的立方,我们可以把它理解成寻找三个正方体,使得其中两个的体积之和等于第三个正方体的体积。也就是说把两个正方体按单位拆开,可以拼成一个新的正方体。”两个孩子频频点头。

“我们还是拿3、4、5来试试。33+43=27+64=91,而53=125,显然不可能相等。倒是把它们三个都加到一起来,33+43+53=27+64+125=216,而216刚好是6的三次方!也就是说我们有33+43+53=63,这倒有点勾股定理的样子。”

爸爸吃了点东西。“实际上1988年一位哈佛大学的著名数学教授还找到了一个非常复杂的等式,引起了数学界很大的轰动,没有人知道他到底是用什么办法找到这几个数字的,因为用笔来计算肯定是不可能的,计算机来算也依然有一个巨大的计算量。必须有巧妙的算法设计,可能还需要很好的运气才可能发现。你们看26824404+153656394+187967604=206156734。即使如此,还是没有人能够找到x3+y3=z3的整数解。”爸爸看着在吃饭的孩子微微笑了笑。

妞妞抬起头,“真的有那么难找吗?”

“经过数学家们的证明,这个方程就是没有整数解的。不但如此,当n>2时,所有xn+yn=zn都没有整数解。换句话来说,所有

x3+y3=z3,

x4+y4=z4,

x5+y5=z5,

x6+y6=z6,

都没有整数可以满足。”

“原来是这样呀,坏姐姐你拿这样的题目来难我,我也要让你尝尝我的厉害!”妞妞夸张地瞪着姐姐。

“还远远不止这些呢!这是一个世界性的难题,它的来源具有传奇色彩。”

爸爸喝了口汤,缓缓地说:“16世纪的时候,法国有一位业余数学家,名字叫皮埃尔·费马(PierredeFermat)。他的职业是法官,由于平时的交际很少,数学就成为他消磨时间、赢得声誉的业余爱好。他在研究一本古代数学书的勾股定理(法国称之为毕达哥拉斯方程)的时候写下了这样的两行字:

‘不可能将一个立方数写成两个立方数之和,或者将一个四次方数写成两个四次方数之和。或者总的来说,不可能将一个高于二次方的数写成两个同样次方数之和。我有一个十分美妙的证明,这里空白太小,写不下。’”

姐姐听了哈哈大笑,妞妞有些莫名其妙地看着姐姐。“这肯定是骗人的,他没有解出来,却又怕别人占了先机。”

“这种可能性确实存在。据说有一位著名的数学家哈代,每次出远门的时候,都会给家里发一封电报说:‘我已经找到了解决黎曼猜想的办法。’据说这样就可以让自己安全的旅行,因为上帝不会让其他人再费脑筋解决这样的难题。”两个小家伙高兴得哈哈大笑。

“费马定理从十六世纪到现在,已经有三百多年了。直到358年之后的1995年,这个难题才被英国数学家安德鲁·怀尔斯解决。

“从解决的办法上来看,费马当年不可能找到完整解决这个难题的办法,因为这里面使用到了许多现代数学工具,比如,模形式、椭圆方程、群论,等等,但是确实有证据表明费马本人成功证明了四次方程无整数解,而且他的解决办法对于最后解决这个难题有相当大的作用。”

爸爸微笑地抬起头,“顺便说一句,这位伟大的数学家安德鲁·怀尔斯的证明据说世界上只有不到5个人能够完全看懂,嘿嘿。”

“哇!太强了!姐姐,我也要给你出一个难题,你敢接受挑战吗?”妞妞盯着姐姐。姐姐说:“没问题,你说,我肯定回答得出来。”

“有一样东西是你的,但是大多数时候都是别人在用,请问是什么?”姐姐有些发愣,半天都没回答,最后忍不住嘿嘿地乐,“是什么呀?”

“哼,就是你的名字!”妞妞很是得意,“你也不会回答吧!再来一个,你还不会!如果你有一只生金蛋的母鸡,你该怎么办?”看着姐姐一脸的迷惑,妞妞得意地笑了。

这个问题一直到姐姐离开我们家,也没回答得了。

临睡前我问妞妞这个问题的正确答案是什么,妞妞坏笑着说:“赶紧给自己一个耳光吧!你在做梦呢!世界上哪有什么生金蛋的鸡!”

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