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
, а с учетом (21) будет
.
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
.