Fermat’s theorem on sums of two squares: History

Fermat 的平方和定理: 素数 \(p\equiv1\pmod4\),则 \(p\) 能表成两个整数 \( a, b\) 的平方和 \(p=a^2+b^2\). 是很精彩的定理,在堆垒数论很经典,我们很感兴趣。今天先来谈一点关于它的历史。 在历史上,最早考虑把正整数(不仅仅是素数)表示成两个正整数的平方和的可能性的问题的数学家是 Albert Girard. 他的论文发表在 1625 年。前面刚刚提到的Fermat 平方和定理有时候也称为 Girard 定理。至于 Fermat, 他在1640年12月25日给 Marin Mersenne 的一封信对这个定理给出了一个详尽的描述,同时也定出了把 \(p\) 的幂表成两个整数的平方和有多少种方法。 Albert Girard 小传 …

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\(\{\sqrt n\}\) is linearly independent over the rationals

集合 \[\{\sqrt n|n\in\Bbb N\; \text{is Square-free integer}\}\] 在有理数域上线性无关. 这其实是非常古老的问题, 早已经有很一般的结果. 先厘清无平方因子整数Square-free integer这个概念: \(1\) 到底是不是无平方因子整数? wiki 给出的定义是: 不被不是 \(1\) 的完全平方整除的整数称为无平方因子整数. 因此, \(1\) 算无平方因子正整数. 鉴于此, 我们认为: 无平方因子整数定义为”不被质数的平方整除的整数”更为恰当. 下面的证明来自 Iurie Boreico 的文章 Linear Independence of Radicals. …

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A one sentence Proof of the Infinitude of Primes

Sam Northshield 用一句话就说明了质数的无穷性. 这个很精彩的证明是这样的: Proof.  If the set of primes is finite, then \[0\lt \prod_p \sin\left(\frac \pi p\right)= \prod_p \sin\left(\frac{\pi\Big(1+2\prod\limits_{p’}p’\Big)}p\right)=0.     \qquad          \Box\] 有更短的数学证明吗?应该没有! 这个证明正确吗?好像不是一目了然啊! …

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Integers represented by \(a^3+b^3+c^3-3abc\)

Which integers can be expressed as \(a^3+b^3+c^3-3abc\)? \(a\), \(b\), \(c\in\Bbb Z\). \[(a\pm1)^3+a^3+a^3-3(a\pm1)a^2=3a\pm1\] \[(a-1)^3+a^3+(a+1)^3-3a(a+1)(a-1)=9a\] \[2(a^3+b^3+c^3-3abc)=3(a+b+c)(a^2+b^2+c^2)-(a+b+c)^3\] If \(3\mid(a^3+b^3+c^3-3abc)\), then \(3\mid(a+b+c)^3\), \(3\mid(a+b+c)\). so \(9\mid(a^3+b^3+c^3-3abc)\). All \(n\) such that \(3\nmid n\) or \(9\mid n\).

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