什麼是形數?
還要從畢達哥拉斯說起。
畢達哥拉斯用等距離的小石頭擺成等邊三角形或者正方形,或者五邊形、六邊形之類的形狀,将所用小石頭的數目,分别叫做三角形數、正方形數、五邊形數。
三角形數:1,3,6,10……就是開始的n個自然數和;
正方形數:1,4,9,16……就是平方數;
然後還有五邊形數、六邊形數等等。
不要覺得這很簡單沒多少難度,形數的奧妙多到你想象不到!
說一個簡單的,我們研究的勾股定理,其實就是正方形數的一個特例。
其等價于,兩個小正方形,什麼情況下能擺成一個大正方形。
勾股定理假如對幂次進行拓展,a^n+b^n=c^n,就是費馬猜想,當然現在是費馬大定理了;
如果對項數拓展,有四平方和定理:任何一個整數,表示成a^2+b^2+c^2+d^2……這樣的形式,最多需要四項嗎?
這完全是形數領域了,最後由歐拉和拉格朗日給出了證明。
但繼續拓展就到華林問題了,平方數需要四項,立方數需要幾項?
5次方呢?
6次方呢?
這是至今都尚未解決的大坑。
不僅如此,費馬在形數領域還挖了另一個坑,叫做多邊形數猜想。
該猜想由數學小王子高斯拔得頭籌,柯西完成了最終的證明,前後曆時兩百多年。
雖然證明了,繼續拓展就會到完美立方體問題,這又是一個至今尚不能證明或證否的大坑……
所以甘大地雖然才提了個頭,葉寒已隐隐感覺不妙。
不是問題他答不出來,當然答不出來的可能性也是有的,但就算答得出來,他的答案丢給對方,對方能夠理解的概率也近乎于零。
果不其然,甘大地先抛出了兩個比較簡單的問題投石問路,如果知道相鄰的三角形數之和是正方形數,或者第n個立方數是第n個三角形數的平方,就可以很輕松的給出答案。
然後他就圖窮匕見了!
先給了幾個例子,比如4=3+1;5=3+1+1;7=6+1;8=6+1+1;9=6+3;14=10+3+1;20=10+10……
然後問葉寒,是不是所有數,都能用最多三個三角形數表示?
是的。
三角形數就可以三個數表示,正方形數就得四個數表示,多少邊形數,就可以用多少個數表示,這就是多邊形數猜想。
費馬“地方太小寫不下”的著名猜想之一。
上面隻是n=3的情況。
但就算n=3也不是那麼好證的,想當初數學小王子證出後都興奮到大叫尤裡卡。
葉寒不覺得自己把證明抄出來,上面的家夥就一定能看懂。
稍一斟酌他開口道:“我不僅知道所有正整數都可以用三個三角形數表示,還知道可以用四個正方形數表示,或者五個五邊形數表示,六個六邊形數……隻是證明過程太複雜,一時半會說不清。
”
雖然情商不高,複制一下當年費馬裝逼的套路還是不難的。
甘大地再一次木在當場。
為什麼,因為他後續的問題就是這啊,還沒說出口就讓葉寒搶答了。