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1、[编辑本段]理论概述 初等数论 是研究数的规律,特别是整数性质的数学分支。
2、它是数论的一个最古老的分支。
3、它以算术方法为主要研究方法,主要内容有整数的整除理论、同余理论、连分数理论和某些特殊不定方程。
4、 换言之,初等数论就是用初等、朴素的方法去研究数论。
5、另外还有解析数论(用解析的方法研究数论。
6、)、代数数论(用代数结构的方法研究数论)。
7、 [编辑本段]历史发展 古希腊毕达哥拉斯是初等数论的先驱。
8、他与他的学派致力于一些特殊整数(如亲和数、完全数、多边形数)及特殊不定方程的研究。
9、公元前4世纪,欧几里德的《几何原本》通过102个命题,初步建立了整数的整除理论。
10、他关于“素数有无穷多个”的证明,被认为是数学证明的典范。
11、 初等数论已经有2000年的历史,2000年来,数论学的一个最重要的任务,就是寻找一个可以表示所有素数的统一公式,或者称为素数普遍公式,为此,人类耗费了巨大的心血。
12、公元3世纪,丢番图研究了若干不定方程,并分别设计巧妙解法,故后人称不定方程为丢番图方程。
13、17世纪以来,P.de费马、L.欧拉、C.F.高斯 等人的工作大大丰富和发展了初等数论的内容。
14、 中国古代对初等数论的研究有着光辉的成就,《周髀算经》、《孙子算经》、《张邱建算经》、《数书九章》等古文献上都有记载。
15、孙子定理比欧洲早500年, 西方常称此定理为中国剩余定理,秦九韶的大衍求一术也驰名世界。
16、初等数论不仅是研究纯数学的基础,也是许多学科的重要工具。
17、它的应用是多方面的,如计算机科学、组合数学、密码学、信息论等。
18、如公开密钥体制的提出是数论在密码学中的重要应用。
19、 初等数论内容 初等数论有以下几部分内容。
20、 1. 整除理论。
21、 引入整除、因数、倍数、质数等基本概念。
22、 这一理论的主要成果有: 欧几里德 的辗转相除法、算术基本定理、素数个数无限证明。
23、 2.同余理论。
24、 主要出自于高斯的《算术研究》内容。
25、 定义了同余、原根、指数、平方剩余 、 同余方程等概念。
26、 主要成果: 二次互反律、欧拉定理、费马小定理、威尔逊定理、孙子定理(即中国剩余定理)等等。
27、 3. 连分数理论。
28、 引入了连分数概念和算法等等。
29、 特别是研究了整数平方根的连分数展开。
30、 主要成果: 循环连分数展开、最佳逼近问题、佩尔方程求解。
31、 4. 不定方程。
32、 主要研究了低次代数曲线对应的不定方程, 比如勾股方程的商高定理、佩尔方程的连分数求解。
33、也包括了4次费马方程的求解问题等等。
34、 5. 数论函数。
35、 比如欧拉函数、莫比乌斯变换等等。
36、 [编辑本段]代表人物 1. 费马 费马在古典数论领域中的成果很多,比如提出了不定方程无解证明的无穷递降法, 引入了费马数等等。
37、 与费马名字相关的著名结论如下: 费马小定理:a^p-a≡0(mod p),其中p是一个素数,a是正整数。
38、 事实上它是欧拉定理的一个特殊情况,Euler定理是说:a^φ(n)-1≡0(mod n),a,n都是正整数,φ(n)是Euler函数,表示和n互素的小于n的正整数的个数。
39、 费马大定理(当时是猜想):n>2是整数,则方程x^n+y^n=z^n没有满足xyz≠0的整数解。
40、这个是不定方程,它已经由美国数学家外尔斯证明了(1995年),证明的过程相当艰深。
41、 2. 欧拉. 引入欧拉函数, 得到著名的欧拉定理--费马小定理推广; 研究了连分数展开问题;用解析方法证明了素数无限;讨论平方和问题及哥德巴赫猜想--加性数论内容。
42、 3.高斯.,被誉为“数学王子” 。
43、解决了正多边形尺规作图问题, 将它和费马数联系起来。
44、高斯的著作《算术研究》提出了同余理论, 讨论了平方剩余问题,发现了二次互反律。
45、 高斯提出了著名的素数定理(当时是猜想),研究了指标和估计问题---表示论的雏形。
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