Размышление о ВТФ для n = 3
I.
1.Пусть существуют натуральные, попарно взаимно простые числа

и z, удовлетворяющие уравнению

.
Пусть

и

- числа нечетные.
2. Из чисел

составим трехчлен

- число нечетное.
3. Найдем вид простых делителей трехчлена (3)
3.1. В силу (2) и взаимной простоте чисел
простое число 3 не может быть делителем трехчлена (3)
3.2. Покажем, что простые числа вида

так же не могут быть делителями трехчлена (3).
Пусть

делитель трехчлена (3), тогда будет справедливо сравнение

, отсюда

.
Благодаря МТФ имеем

, отсюда с учетом (5) имеем

, так как

, [в противном случае из (4) следует, что и x делится на

, что противоречит взаимной простоте чисел z и x], то

.
3.3. После преобразования левой части сравнения (4) получим

, отсюда с учетом (6) имеем

, что не возможно.
Пришли к противоречию.
Следовательно, простые числа

не могут быть делителями трехчлена (3).
4. Тогда в силу того, что трехчлен (3) число нечетное, то делителями трехчлена (3) могут быть простые числа вида

.
II.
5. Далее в рассуждениях используем метод сравнения чисел по модулю (метод Гаусса) и в качестве модуля возьмем делитель трехчлена (3), т.е. простое число

.
Очевидно, будут справедливы, следующие сравнения

,


.
6. Рассмотрим некоторые свойства сравнения (7) и формул Абеля для числа y
Пусть

, где

, а

Сравним равенство (10) по модулю

, предварительно преобразовав его

,
отсюда с учетом сравнения (7) имеем

.
Возведем сравнение (11) в степень

– делитель числа

- получим

, отсюда с учетом МТФ

.
Покажем, что

.
Из (7) следует

, а
умножая на x и возводя, это сравнение в степень

и, учитывая
равенство (9) - формулу Абеля

имеем

, отсюда
с учетом МТФ

,
тогда из (12) с учетом (13) следует, что

.
[Условию (14) удовлетворяют не все простые числа вида

.
Так простые числа 7, 13, 19, 37 не удовлетворяют условию (14), а простые числа 31, 43, 127, 157,229 этому условию удовлетворяют.]
III.
3.1. Введем «Допущение», а именно:

,
где

и

вычеты, принадлежащие системе наименьших натуральных вычетов по модулю

и принадлежащие показателю 3 по модулю

. Таких вычетов только 2(два), так как

.
Это «Допущение» не имеет пока доказательства в общем виде.
Однако оно подтверждается на частных примерах.
Примеры:

. [m_1 = 5].

. [m_1 =6].

. [m_1 =19].

. [m_1 = 12].

. ]m_1 = 94].
3.2. Свойства вычетов

и

.
--

,
--

,
--

,
--

,
--

,
--

.
3.3. Ниже нас будет интересовать, какие наименьшие натуральные вычеты чисел

по модулю

будут удовлетворять сравнению(7).
Пусть,

- система наименьших натуральных вычетов по модулю

, где

и где

.
3.4. Пусть

, а

,тогда (7)

,
что невозможно. Пришли к противоречию. Вычеты чисел

не могут быть вычетам,

и

.
3.5. Так как простое число

является делителем трехчлена (3), то тогда должны существовать вычеты, принадлежащее системе наименьших натуральных вычетов по модулю

такие, что удовлетворяют сравнению(7).
Такими вычетами будут

,

или

,

.
В самом деле, пусть

,

, тогда
с учетом этого сравнение (7) будет

, отсюда
с учетом (18),(19) и (20) имеем

,
отсюда с учетом (21) будет

.
Вывод: вычеты

,

удовлетворяют сравнению(7).
Пусть теперь

,

, тогда
с учетом этого сравнение (7) будет

, отсюда
с учетом (18),(19) и (20) имеем

,
отсюда

.
Вывод: вычеты

,

удовлетворяют сравнению (7).
3.6. Однако вычеты, удовлетворяющие (7), не удовлетворяют формулам Абеля - равенствам (9) и (10).
Покажем что вычеты

,

и

,

не удовлетворяют равенству (10)
Сравним (10) по модулю

и запишем (10) в иной форме

, отсюда с учетом (7) имеем

.
Сравнение (22) с учетом вычетов удовлетворяющих(7) будет

,

, отсюда с учетом (18),(19) и (20) имеем
![$2[1 + 2(m_2 + m_1) + 4]\equiv 2(1 - 2 + 4)\equiv 2(3)\equiv u_1^3\mod p_2 $ $2[1 + 2(m_2 + m_1) + 4]\equiv 2(1 - 2 + 4)\equiv 2(3)\equiv u_1^3\mod p_2 $](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/e/9/ee962d344119e31993f1e3c3e726b1c582.png)
, а с учетом (21) будет
![$2[1 - (m_2 + m_1) +1] = 2(1 + 1 +1)\equiv 2(3)\equiv u_1^3\mod p_2$ $2[1 - (m_2 + m_1) +1] = 2(1 + 1 +1)\equiv 2(3)\equiv u_1^3\mod p_2$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/7/a/f/7af68a7fbf831651f39302899e2556d782.png)
.
И после возведения полученных сравнений в степень

имеем

,отсюда
c учетом (14) имеем

,
что не возможно. Противоречит «Допущению».
3.7. Покажем что вычеты

,

и

,

не удовлетворяют равенству

(9).
Пусть

или

,

или

.
Сравним равенство (9) по модулю


,
отсюда с учетом (21) [-m_1 = m_2 + 1] имеем

,
Возведем полученное сравнение в 2-ю степень и учитывая (7) получим

,
отсюда с учетом (21)

, полученное сравнение возведем в степень

, а с учетом (13) получим

, что не возможно. Противоречит «Допущению».
Вывод: Равенства (9) и (10) – формулы Абеля не справедливы, а следовательно и равенство (1) не справедливо, что и требовалось доказать.
Надеюсь, что участники Форума помогут мне доказать справедливость «Допущения», т.е. сравнения

, где

такое простое число, для которого справедливо сравнение

.