Gå til innhold

Mattenøtter for store og små


Anbefalte innlegg

I mangel av tex og de greiene der, blir dette stygt:

 

La oss anta at vi har to grenseverdier, lim(x-->b) f(x) = R og lim(x-->b) f(x) = U. Anta at U ikke er lik R. Vi velger en µ>0 slik at |R-U|/3 = µ.

 

|R-U| = |R-U+f(x)-f(x)| = |(R-f(x)) + (f(x)-U)|

|R-U| er mindre eller lik |f(x)-R| + |f(x)-U|. For hver µ>0 vi velger, hører en £>0, slik at 0<|x-b|<£, slik at |f(x)-R| er mindre eller lik µ og |f(x)-U| er mindre eller lik µ, som gir |R-U| < 2µ

|R-U| + µ < 3µ

|R-U| + µ < 3(|R-U|/3)

|R-U| + µ < |R-U|, noe som ikke er sant for µ > 0. Dette viser at vår opprinnelige antakelse er feil, enhver grenseverdi er unik.

 

Sånn ca. riktig? Har sett beviset før og husket derfor litt.

Endret av eivind lunder
Lenke til kommentar
Videoannonse
Annonse

Det var litt av en påskenøtt. Spørs om så mange som ikke har vært borti algebraisk tallteori klarer den... (Hvis de ikke har sett beviset før, noe jeg ikke kan nekte for at jeg har gjort.)

 

Eller, vi kan selvsagt referere til "Fermat Elliptic Curve Theorem", som sier at vi bare har en løsning, men det kan jo være artig å friske opp beviset selv:

 

Oppgaven er den samme som å finne alle heltallsløsninger til

x^3 = y^2 + 2

vi kan faktorisere høyresiden;

x^3 = (y - sqrt(-2))(y + sqrt(-2))

Videre kan vi jobbe i heltallsringen Q(sqrt(-2)), dette er en imaginær kvadratisk kropp, og derfor har vi et teorem som sier at de eneste enhetene er +1 og -1, slik at både y - sqrt(-2) og y + sqrt(-2) er tredjepotenser. Vi vil altså vise at de to faktorene er relativt primiske. Q(sqrt(-2)) er videre et unikt faktoriseringsområde.

 

Vi vet at gcd(y-sqrt(-2),y+sqrt(-2)) | [(y - sqrt(-2)) - (y + sqrt(-2))] = -2sqrt(-2) = (sqrt(-2))^3.

Siden sqrt(-2) er et primtall i Q(sqrt(-2)), må dermed gcd'en være en potens av sqrt(-2).

 

Hvis y er et partall, vil 4 dele y^2, slik at y^2 + 2 er et heltall som ikke er delelig på 4, men dette er umulig for en tredjepotens. ((2k)^3 = 8k^3, som tydelig er delelig på 4.)

Derfor må y være odde, men dette går ikke i Q(sqrt(-2)), så vi konkluderer med at gcd = 1.

 

Det finnes et elementært teorem som sier at hvis x^n = a*b, med gcd(a,b) = 1, så må også a og b være n'te potenser, så derfor må y - sqrt(-2) og y + sqrt(-2) være tredjepotenser.

 

Videre i ringen Q(sqrt(-2)) er heltallene på formen a + b*sqrt(-2) med a,b heltall, derfor har vi

y + sqrt(-2) = (a + b*sqrt(-2))^3 = (a^3 - 6ab^2) + (3ba^2 - 2b^3)*sqrt(-2), som videre gir at

1 = (3ba^2 - 2b^3) = b(3a^2 - 2b^2). Da må b = +\- 1, og 3a^2 - 2 = +\- 1, så a = +\- 1.

 

Derfor har vi nå y + sqrt(-2) = (sqrt(-2) + 1)^3 eller y + sqrt(-2) = (sqrt(-2) - 1)^3.

Løser vi disse for y får vi y = +\- 5, som var det vi ønsket. Dette er de eneste løsningene, så vi har at y^2 + 2 = (+\-5)^2 + 2 = 27 = 3^3 = x^3.

Endret av DrKarlsen
Lenke til kommentar

Jeg kan ikke komme på å ha sett noen enklere måte å vise dette på, men så er det en god del jeg har glemt av slike triks.

 

Teorien om grupper/ringer/kropper er utrolig spennende, så hvis du har tid og vilje burde du sette deg inn i det, en kan vise mange uventede ting med denne teorien.

 

Jeg går ned noen hakk i vanskelighetsgrad, men fortsetter med elementær tallteori:

 

Vis at m^2 + 7n^2 = 30 ikke har heltallsløsninger.

Lenke til kommentar

Har boka A First Course in Abstract Algebra av John B. Fraleigh som det leses på. For tiden går det i sykliske grupper :cool:

 

Løsningsforslag: m^2 + 7n^2=30. Bruker modulus 7, m^2=2 (mod 7), da ser vi at m=+-3 eller m=+-4, setter inn det i den originale likningen og får n=+-sqrt(3) og n=+-sqrt(2), noe som ikke er et heltall. m^2 vil alltid kunne skrives på formen m^2=7k+2, for k=1,2,3,... Substiterer vi det for m^2 i den originale likningen og løser for n, får vi n=sqrt(4-k), som vi kan bruke for k=1,2,3,4 siden vi jobber i Z, som vil være heltall for k=3, men da vil ikke m være heltall, så likningen har ingen heltallsløsninger.

Endret av eivind lunder
Lenke til kommentar
Har 2. og 7. (tror jeg?) versjon av den boka selv. Liker den meget godt.

 

Kan du utdype at m^2 = 7k+2 ?

8300436[/snapback]

7. versjon her.

 

Vel, m^2 = 2 (mod 7), da vil jo det kunne skrives som m^2 = 7k+2, for k heltall. Vet ikke helt hva du vil ha, jeg. [20 = 2(mod 3), 20 = 3(6)+2]

 

Beklager sent svar.

 

Bzerk1337: Man trenger absolutt ikke å være utdannet matematiker for å løse disse nøttene. :)

Endret av eivind lunder
Lenke til kommentar

Opprett en konto eller logg inn for å kommentere

Du må være et medlem for å kunne skrive en kommentar

Opprett konto

Det er enkelt å melde seg inn for å starte en ny konto!

Start en konto

Logg inn

Har du allerede en konto? Logg inn her.

Logg inn nå
  • Hvem er aktive   0 medlemmer

    • Ingen innloggede medlemmer aktive
×
×
  • Opprett ny...