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    發布時間:2017-01-04 編輯:yangjie

      摘取數學皇冠上的明珠——陳景潤

      哥德巴赫是一個德國數學家,生于1690年,從1725年起當選為俄國彼得堡科學院院士。在彼得堡,哥德巴赫結識了大數學家歐拉,兩人書信交往達30多年。他有一個著名的猜想,就是在和歐拉的通信中提出來的。這成為數學史上一則膾炙人口的佳話。

      有一次,哥德巴赫研究一個數論問題時,他寫出:

      3+3=6,3+5=8,

      3+7=10,5+7=12,

      3+11=14,3+13=16,

      5+13=18,3+17=20,

      5+17=22,……

      看著這些等式,哥德巴赫忽然發現:等式左邊都是兩個質數的和,右邊都是偶數。于是他猜想:任意兩個奇質數的和是偶數,這當然是對的,但可惜這只是一個平凡的命題。

      對—般的人,事情也許就到此為止了。但哥德巴赫不同,他特別善于聯想,善于換個角度看問題。他運用逆向思維,把等式逆過來寫:

      6=3+3,8=3+5,

      10=3+7,12=5+7,

      14=3+11,16=3+13,

      18=5=13,20=3+17,

      22=5+17,……

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      這說明什么?哥德巴赫自問,然后自答:從左向右看,就是6~22這些偶數,每一個數都能“分拆”成兩個奇質數之和。在一般情況下也對嗎?他又動手繼續試驗:

      24=5+19,26=3+23,

      28=5+23,30=7+23,

      32=3+29,34=3+31,

      36=5+31,38=7+31,

      ……

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      一直試到100,都是對的,而且有的數還不止一種分拆形式,如

      24=5+19=7+17=11+13,

      26=3+23=7+19=13+13

      34=3+31=5+29=11+23=17+17

      100=3+97=11+89=17+83

      =29+71=41+59=47+53.

      這么多實例都說明偶數可以(至少可用一種方法)分拆成兩個奇質數之和。在一般情況下對嗎?他想說:對!于是他企圖找到一個證明,幾經努力,但沒有成功;他又想找到一個反例,說明它不對,冥思苦索,也沒有成功。

      于是,1742年6月7日,哥德巴赫提筆給歐拉寫了一封信,敘述了他的猜想:

      (1)每一個偶數是兩個質數之和;

      (2)每一個奇數或者是一個質數,或者是三個質數之和。

      (注意,由于哥德巴赫把“1”也當成質數,所以他認為2=1+1,4=1+3也符合要求,歐拉在復信中糾正了他的說法。)

      同年6月30日,歐拉復信說,“任何大于(或等于)6的偶數都是兩個奇質數之和,雖然我還不能證明它,但我確信無疑,它是完全正確的定理。”

      歐拉是數論大家,這個連他也證明不了的命題,可見其難度之大,自然引起了各國數學家的注意。

      人們稱這個猜想為哥德巴赫猜想,并比喻說,如果說數學是科學的皇后,那么哥德巴赫猜想就是皇冠上的明珠。二百多年來,為了摘取這顆耀眼的明珠,成千上萬的數學家付出了巨大的艱苦勞動。

      1920年,挪威數學家布朗創造了一種新的“篩法”,證明了每一個充分大的偶數都可以表示成兩個數的和,而這兩個數又分別可以表示為不超過9個質因數的乘積。我們不妨把這 個命題簡稱為“9+9”。

      這是一個轉折點。沿著布朗開創的路子,932年數學家證明了“6+6”。1957年,我國數學家王元證明了“2+3”,這是按布朗方式得到的最好成果。

      布朗方式的缺點是兩個數都不能確定為質數,于是數學家們又想出了一條新路,即證明“1+C”。1962年,我國數學家潘承洞和另一位蘇聯數學家,各自獨立地證明了“1+5”,使問題推進了一大步。

      1966年至1973年,陳景潤經過多年廢寢忘食,嘔心瀝血的研究,終于證明了“1+2”:對于每一個充分大的偶數,一定可以表示成一個質數及一個不超過兩個質數的乘積的和。即 偶數=質數+質數×質數。

      你看,陳景潤的這個結果,離哥德巴赫猜想的最后解決只有一步之遙了!人們稱贊“陳氏定理”是“輝煌的定理”,是運用“篩法”的“光輝頂點”。

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      韓信點兵

      韓信是我國漢代著名的大將,曾經統率過千軍萬馬,他對手下士兵的數目了如指掌。他統計士兵數目有個獨特的方法,后人稱為“韓信點兵”。他的 方法是這樣的,部隊集合齊后,他讓士兵1、2、3--1、2、3、4、5--1、2、3、4、5、6、7地報三次數,然后把每次的余數再報告給他,他便知道部隊的實際人數和缺席人數。他的這種計算方法歷史上還稱為“鬼谷算”,“隔墻算”,“剪管術”,外國人則叫“中國剩余定理”。有人用一首詩概括了這個問題的解法:三人同行七十稀,五樹梅花廿一枝,七子團圓月正半,除百零五便得知。這意思就是,第一次余數乘以70,第二次余數乘以21,第三次余數乘以15,把這三次運算的結果加起來,再除以105,所得的除不盡的余數便是所求之數(即總數)。例如,如果3個3個地報數余1,5個5個地報數余2,7個7個地報數余3,則總數為52。算式如下:

      1×70+2×21+3×15=157

      157÷105=1……52

      下邊給同學們出一道題,請用“韓信點兵法”算一算。

      小紅暑假期間幫著張二嬸放鴨子,她總也數不清一共有多少只鴨子。她先 是3只3只地數,結果剩3只;她又5只5只地數,結果剩4只;她又7個7個地數了一遍,結果剩6只。她算來算去還是算不清一共有多少只鴨子。請你幫著小紅算一下,張二嬸一共喂著多少只鴨子?

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