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欧拉(1707—1782),瑞士著名数学家。
欧拉诞生在瑞士名城巴塞尔,从小对数学很着迷。他13岁就进了巴塞尔大学,功课门门优秀。17岁时,他成为这所大学有史以来最年轻的硕士。18岁开始发表论文,19岁时写的论船桅的论文获巴黎科学院奖金。1729年,欧拉应聘到俄罗斯圣彼得堡科学院工作,1733年26岁时升为副教授和数学部负责人。由于工作繁忙,生活条件不良加上不舍昼夜的读书、计算,28岁的欧拉右眼失明了。但欧拉并没有屈服,继续攀登数学高峰。他说:“如果命运是块顽石,我就化作大锤,将它砸得粉碎!”不倦的追求,辛勤的劳作,使他的身体每况愈下。不幸的事又发生了,53岁时,他左眼也失明了。为了数学,两只眼睛就这样作了奉献。后人送他一个雅号:盲人数学家或算瞎双眼的数学家。
欧拉有位志同道合的好友,他就是法国数学家哥德巴赫(1690—1764)。欧拉与哥德巴赫书信交往三十余年,大量信件内容多数是有关数学问题的探讨,一般是哥德巴赫提出问题,欧拉予以解决。这些信的内容丰富,饶有趣味,是数学的宝贵财富。1742年6月7日,哥德巴赫在给欧拉的信中提出:“不管检验多大的数都会发现,大于4的偶数总能写成两个奇素数之和,大于7的奇数总能写成三个奇数之和。这两个结论是不是对一切这样的偶数和奇数都成立呢?”6月30日,欧拉回信说:“任何大于4的偶数都是两个奇素数之和。虽然我还不能证明它,但我确信无疑,认为这是完全正确的定理。”这就是著名的哥德巴赫猜想的来历。经过几代人的努力、拼搏,我国著名数学家陈景润已站在对这一猜想证明的最高峰,离顶峰只有一步之遥,艰难的一步,曾鼓舞无数有志者。这一年,哥德巴赫给欧拉的信中又提出:“试证,形如4n[4]+1的任意数(n为自然数),只有n=1时才是素数。 ”不妨称为哥德巴赫问题。欧拉又回信说:“本题可利用恒等式
4n[4]+1=(2n[2]+2n+1)(2n[2]-2n+1)
由此可见,当n=1时,所给之数等于5,而其余所给之数则是合数。”
细读此信,欧拉证明的关键在于恒等式是怎样来的?实际上,欧拉采用的是“借蛋孵鸡”法。证明如下
4n[4]+1=4n[4]+0+1
=4n[4]+4n[2]-4n[2]+1
=4n[4]+4n[2]+1-4n[2]=(2n[2]+1)-(2n)[2]
=(2n[2]+2n+1)(2n[2]-2n+1)
借蛋—0,孵鸡—0=4n[2]-4n[2]
无独有偶,法国女数学家索菲·惹曼(1776—1831)提出:“证明:每个形如a[4]+4的数都是合数(a>1,a是自然数)。”姑且称为惹曼问题。有趣的是:惹曼问题是把哥德巴赫问题中的多项式系数换位而得,结论不变。请读者自己证明。
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