现在在个别优秀高中生那里,费马大定理的一部分也可以当习题。
“一部分”可以指n=3,4的情况。n=4的情况可以用初等方法解决。n=3的情况需要引入复数。
最多可以包括全体的正规素数。正规素数是那些不整除相应的分圆域类数的素数。前100个自然数中有25个素数,其中只有3个不是正规的。对正规素数来说,费马大定理的证明相对简单,冯克勤《代数数论》的第三章和第九章就给出了一个完整的证明。
非正规素数的处理目前没有简单的方法。
千年后人类是否还存在,现有的小学-中学-大学学制是否有大改动这是个问题
如果说相当于现在中学生阶段的学生学习费马大定理的证明,我觉得不太可能
题主大概是低估了古人的数学水平,低估了费马大定理的证明难度,低估了数学发展速度,唯独高估了人类智商的进化速度
我举个例子,一个数列问题:
数列 、 ,满足 , , , .
求数列 、 的通项公式.
此题是我从一本高中数学联赛辅导书上看到的
这两个数列的通项公式并不很难求,有兴趣的同学可以自己想办法去求,我就直接写答案了:
( )
实际上,如果你能注意到三角恒等式
,
那么这个数列的通项公式是非常好求解的
尽管如此,此题的难度作为数学联赛一试的大题,我觉得还是绰绰有余了
我说的这个换元不是大多数人能马上想到的,更多的人用的应该是其他方法,这里就不细说了……
问题是,此题出处是啥呢?
这实际上是2200多年前,古希腊数学家阿基米德使用的割圆术
他本质上是使用圆的外切正 边形的周长,以及内接正 边形的周长,去逼近圆周长
而 和 的几何意义,分别是圆的外切正 边形的周长与圆直径的比值,以及内接正 边形的周长与圆直径的比值
那么当然有
*实际上,这里的闭区间列 构成了一个非常典型的闭区间套,并且所有区间端点都是代数数,最后却构造出了一个超越数
我们令 为圆的外切正 边形的边长与直径的比值(半边长与半径的比值)
令 为圆的内接正 边形的边长与直径的比值(半边长与半径的比值)
那么很显然
,
为了简单起见,不如令半径为1
图中
过点 作圆切线交 于点 ,交 于点
那么
(因为 且 )
由几何关系
(相似三角形)
即
显然有
(勾股定理)
即
这就从几何意义解释了该差分方程组
既然2200多年前阿基米德的成果,仍然不能普及给当今所有中学生,仍然是数学竞赛的难度,那么证明费马大定理如何在千年后就变成高中数学习题?
偏个题
1000年以后,应该没有高中了,也没有课后作业题,没有现在意义的数学课了。
不要太瞧不起搞生物的
也不要瞧不起搞计算机的
等等
脑机接口、人造器官肢体、设计生命、寿命延长、大脑延伸⋯希望那时怎么定义人类都是个问题吧
谢邀。
不要太小看古人的数学哦。
“叙拉古的阿基米德一致被认为是古代最伟大的数学家[56],他使用了穷竭法求无穷级数的和,计算出了抛物线下的面积,这种方法在现代的微积分课堂上并不陌 生[57]。他还显示了通过穷竭法可以将pi的值计算到任何想要的精度,他还求得了在当时更精确的pi值,在 3 + 10/71 < pi < 3 + 10/70 之间[58]。他还讲解了后世以他的名字命名的阿基米德螺线,发现了旋转曲面的面积公式(抛物面,椭球面和双曲面)[57],以及一个可以灵活表示极大数字的系统[59]。尽管他在物理和 许多高级机械装置上的贡献也广为人知,但他本人更看中自己的数学原则和思想的价值。[60]。他认为自己最伟大的成就,是发现球形的表面 积和体积公式,也就是证明了球外接圆锥的表面积和体积是该圆锥的2/3。“
阿基米德可是公元前3世纪的人哦,旋转曲面的面积公式,这已经是微积分内容了吧——并不需要先完整建立微积分的理论才可以进行微积分的计算,古代聪明人也能粗略理解并应用极限的想法。
“中国唐朝数学家王孝通在武德九年(626年)前后所著的《缉古算经》中建立了25个三次多项式方程和提出三次方程实根的数值解法。[1]
波斯数学家欧玛尔·海亚姆(1048年-1123年)通过用圆锥截面与圆相交的方法构建了三次方程的解法。他说明了怎样用这种几何方法利用三角法表得到数字式的答案。
中国南宋的数学家秦九韶在他1247年编写的《数书九章》一书中提出了高次方程的数值解法秦九韶算法,提出“商常为正,实常为负,从常为正,益常为负”的原则。“
三次方程求根公式确实是16世纪出现,但不代表之前的人没有尝试过数值解。并不是“只能处理一次方程”。
从另一个方面讲,1000年以后,首先,人类还存不存在?其次,1000年后还有没有高中这么个教学阶段?我们其实都是很局限的动物,我们基本只能体会认识到所处时空中一个小邻域内发生的事情。1000年以前有没有现代的小学中学大学研究生的教育体系?教学内容又和现在有多大区别?不要说1000年前,就是50年前,有人能想到50年后某种叫“手机”的通讯设备,会大幅度改变人们的生活方式,和社会的产业结构,以及世界第一和第二的大国,会因为争夺一种叫“5G”的“无线通信技术”的主导权,而打起贸易战么?1969年的人脑子里根本就不会把“信息”“通信技术”当成一种战略资源嘛。未来50年又会有什么新的我们根本没听说过的东西来影响国际政治、人们的日常生活呢?1000年后?根本没法想。