摘要:本文以曲尺形方阵表达正整数方幂,发现方阵是循着前后“两个正整数同次幂之差”〔表为“ n k -( n -1) k ”〕的次序而扩增的规律,求证到正整数方幂方阵的循序逐增定理。运用方阵等式证明到在 n >2的“ x n + y n = z n ”方阵等式中,不存在正整数的“ x n = z n -( z -1) n ”的这一必要条件,所以,费马定理成立。此外,还证明到,在“( x 2 × x n-2 )+( y 2 × y n-2 )= z 2 × z n-2 ”方阵等式中,要么该方阵等式其本身就是不成立的方阵等式,要么该成立的方阵等式而表达的“ x n + y n = z n ”方程式不存在正整数解,同样不具备“ x n + y n = z n ( n >2)”成立的必要条件,所以,费马定理成立。
关键词:正整数 方幂 方阵 费马定理 必要条件
本文研究的专题是正整数方幂方阵的循序逐增现象及其规律,并尝试运用方阵等式的证明方法对正整数的“ x n + y n = z n ”做出证明。
笔者研究结果表明,任何一个正整数方幂( n >1)均可表为数学方阵,且其表达方式有三种。正整数方幂方阵的各种数的循序逐增现象,集中反映了正整数方幂方阵的循序逐增规律,而费马定理与正整数方幂方阵的循序逐增规律有着密切联系。
笔者认为,350年前费马提出的关于“一般来说,不可能把任意一个次数大于2的整数的方幂,表为两个整数的同次方幂之和”的猜想,从正整数方幂方阵的原理角度可表述为:“一般来说,不可能把任意一个次数大于2的整数方幂的方阵,表为两个整数的同次方幂之方阵。”据此,笔者研究结果表明,“一个同次方幂的正整数之方阵表为两个正整数的同次方幂之方阵”,须具成立的必要条件。正整数的“ x 2 + y 2 = z 2 ”,只是部分等式成立,不是全部等式成立,成立的“ x 2 + y 2 = z 2 ”等式之所以成立,是在于这些成立的等式具备成立的必要条件,而当次幂大于2时,这个必要条件已完全不存在于“ x n + y n = z n ”的等式中。因此,费马定理成立。