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プロフィール 誕生日 10月11日 出身地 新潟県 音域 A~F(F♯) 出身校 青二塾東京校12期 資格・免許 恐竜検定3級 趣味 スポーツ観戦、歴史 その他色々 アニメ 機動戦士Vガンダム ウッソ・エヴィン 銀魂 シリーズ 志村新八 血界戦線 レオナルド・ウォッチ ゴッドイーター 藤木コウタ ONE PIECE ポートガス・D・エース (少年時代) 少年ハリウッド 富井実 氷菓 福部里志 バトルスピリッツ ソードアイズ スオウ スマイルプリキュア! ポップ バトルスピリッツ ブレイヴ 硯秀斗 鋼殻のレギオス ハーレイ・サットン バトルスピリッツ 少年激覇ダン 仮面のメイドガイ 富士原幸助 がんばりスト!駿 藤巻駿 CLANNAD-クラナド- 春原陽平 もやしもん 沢木惣右衛門直保 あたしンち ユズヒコ 祝! (ハピ☆ラキ)ビックリマン 吉福神 タイドライン・ブルー キール まもって守護月天! 七梨太助 クレヨンしんちゃん よしりん バンブーブレード -BAMBOO BLADE- 中田勇次 MAR~メルヘヴン~ ジャック 創聖のアクエリオン ジュン RAGNAROK THE ANIMATION ロアン 東京ミュウミュウ キッシュ N・H・Kにようこそ! 山崎薫 ぼくらの 和久隆 BACCANO! -バッカーノ!- ジャグジー・スプロット 妄想代理人 少年バット まぶらほ 式森和樹 成恵の世界 飯塚和人 映画! たまごっち うちゅーいちハッピーな物語!? シアワセーニョ パルムの樹 シャタ 洋画 ゆかいなシーバー家 レオナルド・ディカプリオ (ルーク役) アラスカ ビンセント・カートヘイザー (ショーン役) I★LOVE!オリバー (マイケル役) おさわがせ!ツイストー家 (タイガー役) 素晴らしき日々 (ジェフ役) ベイウォッチ (コナー役) 熱帯魚 (チャン役) ゲーム ゼノブレイドクロス タツ 真・三國無双 シリーズ (7~) 張苞 ゴッドイーター シリーズ Vitamin X シリーズ 真田正輝 テレビ TV朝日 燃えろ! !ロボコン ロボケロ:声 ラジオ QR バトスピ大好き声優の生放送! パーソナリティ Webラジオ 音泉 TVアニメ「血界戦線」技名を叫んでから殴るラジオ! パーソナリティ
こんにちは。福田泰裕です。
2020年4月、「ABC予想が証明された!」というニュースが報道されました。 しかし多くの人にとって、
ABC予想って何? という反応だったと思います。
今回は、このABC予想の何がすごいのか、何の役に立つのかについて解説していきます。
最後まで読んでいただけると嬉しいです。
ABC予想とは? 『フェルマーの最終定理』その他、文系でも楽しめる数学者の本. この記事を読む前に、ABC予想について知っておかなければなりません。
証明まで理解することは一般人には絶対にできませんが、「ABC予想が何なのか」は頑張れば理解できると思います。
ABC予想についてよく分からない…という方は、こちらの記事からご覧ください👇
まとめておくと、次のようになります。
【弱いABC予想】
任意の正の数 \(\epsilon\) に対して、\(a+b+c\) を満たす互いに素な自然数の組 \((a, b, c)\) のうち、
$$c>\mathrm{rad}(abc)^{1+\epsilon} $$
を満たすものは 高々有限個しか存在しない 。
この 弱いABC予想と同値(同じ意味) であるのが、もう1つの 強いABC予想 です👇
【強いABC予想(弱いABC予想と同値)】
任意の正の数 \(\epsilon\) に対して、\(\epsilon\) に依存する数 \(K(\epsilon)>0\) が存在し、\(a+b+c\) を満たす互いに素な すべての自然数の組 \((a, b, c)\) に対して
$$c 数論の父と呼ばれているフェルマーとは? しかし、そんな長い歴史に終止符を打った人物がいます。
その名が" アンドリュー・ワイルズ "
彼が「フェルマーの最終定理」と出会ったのは、10歳の時でした。
彼はその"謎"に出会った瞬間、" いつか必ず自分が証明してみせる "
そんな野望を抱いたそうです。
やがて、彼は、プロの数学者となり、7年間の月日を経て1993年「謎がとけた!」発表をしました。
しかしその証明は、たった一箇所だけ 欠陥 があったのです。
その欠陥は、とても修復できるものではなく、指摘されたときにワイルズは半ば修復を諦めていました。
幼い頃からずっっと取り組んできて、いざ「ついに出来た!」と思っていたものが、実は出来ていなかった。
彼がその時に味わった絶望はとても図り知れません。
しかし彼は決して 諦めませんでした 。
幼い頃決意したその夢を、。
そして、1年間悩みに悩み続け、翌年1994年
彼はその欠陥を見事修正し、「フェルマーの最終定理」を証明して見せたのである 。
まとめ
いかがだったでしょうか? 空白の350年間を戦い続けた数学者たちの死闘や、証明の糸口を作った2人の日本人など、
まだまだ書き足りない部分はありますが、どうやら余白が狭すぎました←
詳しく知りたい!もっと知りたい!という方は、こちらの本を読んでみてください。
私は、始めて読んだ時、あまりの面白さに徹夜で読み切っちゃいました! "たった一つの定理に数え切れないほどの人物が関わったこと"
"その証明に人生を賭けた人物がいたこと"
「フェルマーの最終定理」には、そんな背景があったことを知っていただけたら幸いです。 p$ においては最高次係数が $0$ になるとは限らないのできちんとフォローする必要がありますし、そもそも $f(x) \equiv 0$ となることもあってその場合の答えは $p$ となります。
提出コード
4-5. その他の問題
競技プログラミング で過去に出題された Fermat の小定理に関係する問題たちを挙げます。少し難しめの問題が多いです。
AOJ 2610 Fast Division (レプユニット数を題材にした手頃な問題です)
AOJ 2720 Identity Function (この問題の原案担当でした、整数論的考察を総動員します)
SRM 449 DIV1 Hard StairsColoring (Fermat の小定理から、カタラン数を 1000000122 で割ったあまりを求める問題に帰着します)
Codeforces 460 DIV2 E - Congruence Equation (少し難しめですが面白いです、中国剰余定理も使います)
Tenka1 2017 F - ModularPowerEquation!! (かなり難しいですが面白いです)
初等整数論の華である Fermat の小定理について特集しました。証明方法が整数論における重要な性質に基づいているだけでけでなく、使い道も色々ある面白い定理です。
最後に Fermat の小定理に関係する発展的トピックをいくつか紹介して締めたいと思います。
Euler の定理
Fermat の小定理は、法 $p$ が素数の場合の定理でした。これを合成数の場合に拡張したのが以下の Euler の定理です。$\phi(m)$ は Euler のファイ関数 と呼ばれているもので、$1$ 以上 $m$ 以下の整数のうち $m$ と互いに素なものの個数を表しています。
$m$ を正の整数、$a$ を $m$ と互いに素な整数とする。
$$a^{\phi(m)} \equiv 1 \pmod{m}$$
証明は Fermat の小定理をほんの少し修正するだけでできます。
原始根
上の「$3$ の $100$ 乗を $19$ で割ったあまりを計算する」に述べたことを一般化すると
$1, a, a^2, \dots$ を $p$ で割ったあまりは $p-1$ 個ごとに周期的になる
となりますが、実はもっと短い周期になることもあります。例えば ${\rm mod}. 7$ において
$3 × 1 \equiv 3$
$3 × 2 \equiv 6$
$3 × 3 \equiv 2$
$3 × 4 \equiv 5$
$3 × 5 \equiv 1$
$3 × 6 \equiv 4$
となっています。実はこの性質は一般の素数 $p$ について、$1 × 1$ から $(p-1) × (p-1)$ までの掛け算表を書いても成立します。この性質は後で示すとして、まずはこの性質を用いて Fermat の小定理を導きます。
上記の性質から、$(3×1, 3×2, 3×3, 3×4, 3×5, 3×6)$ と $(1, 2, 3, 4, 5, 6)$ とは ${\rm mod}. 7$ では並び替えを除いて等しいことになります。よってこれらを掛け合わせても等しくて、
$(3×1)(3×2)(3×3)(3×4)(3×5)(3×6) ≡ 6! \pmod 7$
⇔ $(6! )3^6 ≡ 6! \pmod 7$
となります。$6! $ と $7$ は互いに素なので両辺を $6! $ で割ることができて、
$3^6 ≡ 1 \pmod 7$
が導かれました。これはフェルマーの小定理の $p = 7$, $a = 3$ の場合ですが、一般の場合でも
$p$ を任意の素数、$a$ を $p$ で割り切れない任意の整数とする
$(a, 2a, 3a,..., (p-1)a)$ と $(1, 2, 3,..., p-1)$ とは ${\rm mod}. p$ において、並び替えを除いて等しい
よって、$(p-1)! a^{p-1} ≡ (p-1)! $ なので、$a^{p-1} ≡ 1$ が従う
という流れで証明できます。
証明の残っている部分は
$p$ を任意の素数、$a$ を $p$ で割り切れない任意の整数とする。
です。比較的簡単な議論で証明できてしまいます。
【証明】
$x, y$ を $1 \le x, y \le p-1$, $x \neq y$ を満たす整数とするとき、$xa$ と $ya$ とが ${\rm mod}. 【小学生でも5分でわかる偉人伝説#6】フェルマーの最終定理を証明した男・アンドリューワイルズ - YouTube『フェルマーの最終定理』その他、文系でも楽しめる数学者の本
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