丟番圖

代數學創始人之一

丟番圖(Diophantus)對算術理論有深入研究,他完全脫離了幾何形式,以代數學聞名於世。

人物生平


丟番圖(Diophantus)(約公元246—330年,據推斷和計算而知),男,是代數學的創始人之一,是古希臘亞歷山大學後期的重要學者和數學家。

主要成就


丟番圖
丟番圖
亞歷山大時期的丟番圖對代數學的發展起了極其重要的作用,對後來的數論學者有很深的影響。丟番圖的《算術》是講數論的,它討論了一次、二次以及個別的三次方程,還有大量的不定方程。現在對於具有整數係數的不定方程,如果只考慮其整數解,這類方程就叫做丟番圖方程,它是數論的一個分支。不過丟番圖並不要求解答是整數,而只要求是正有理數。直到丟番圖,才把代數解放出來,擺脫了幾何的羈絆。他認為代數方法比幾何的演繹陳述更適宜於解決問題,而在解題的過程中顯示出的高度的巧思和獨創性,在希臘數學中獨樹一幟。他被後人稱為“代數學之父”(還有韋達)不無道理。

丟番圖猜想

公元3世紀前後,亞歷山大學派的學者丟番圖發現1,33,68,105中任何兩數之積再加上256,其和皆為某個有理數的平方。在丟番圖的上述發現約1300年後,法國業餘數學家費馬發現數組:1,3,8,120中任意兩數之積再加上1后,其和均為完全平方數。此後,其神秘的面紗才逐步揭開。但問題也許並沒有完,人們也許還自然會想到:1,在上述性質的數組中,數的個數是否能超越四個。2,有無這樣的數組,在兩兩相乘后加其它數后,還能為完全平方數。
對於任給的n個正整數a_1,a_2,…,a_n,總存在一個實數x,使得‖a_ix‖≥1/(n+1),i=1,2,…,n,成立,我們給出如下更一般的猜想:對於任給的n個正數a_1,a_2,…,a_n,總存在n個整數k_1,k_2,…,k_n,使得a_ik_j-a_jk_i≤n/(n+1)a_j-1/(n+1)a_i,對任給的i,j∈{1,2,…,n}成立、並且對更一般的猜想作了一些研究,給出了n=2,3時的證明,其方法較以前完全不同。

個人作品


《算術》
《算術》共有13卷,但15世紀發現的希臘文本僅6卷。1973年伊朗境內的馬什哈德又發現了4卷阿拉伯文,這樣,現存的算術只有10卷,共290個問題。
《算術》具有東方的色彩,用純分析的角度處理數論問題。這是希臘算術與代數的最高途徑。它傳到歐洲是比較晚的。16世紀,胥蘭德翻譯出版了拉丁文《算術》。其後,巴歇出版了經他校訂的希臘文——拉丁文對照本,這使得費馬走向近代數論之路,他在這個本子上寫了許多批註,包括著名的費馬大定理。費馬的兒子將全部批註插入正文,與1670年再版。

史籍記載


《希臘詩文選》

後世紀念


墓誌銘
丟番圖的出生日期不可靠,但他的墓碑上有很經典的一道數學題目:
"墳中安葬著丟番圖,多麼令人驚訝,它忠實地記錄了所經歷的道路。
上帝給予的童年佔六分之一,
又過了十二分之一,兩頰長鬍,
再過七分之一,點燃起結婚的蠟燭。
五年之後天賜貴子,
可憐遲來的寧馨兒,享年僅及其父之半,便進入冰冷的墓。
悲傷只有用數論的研究去彌補,又過了四年,他也走完了人生的旅途。
終於告別數學,離開了人世。
丟番圖雕塑
丟番圖雕塑
與其有關的問題
1.丟番圖的壽命:
解:設丟番圖活了x歲。
x-[(1÷6)x+(1÷12)x+(1÷7)x+5+(1÷2)x+4]=0
x-[1/6x+1/12x+1/7x+5+0.5x+4]=0
x-[25/28x+5+4]=0
x-25/28x-9=0
x-25/28x=9
3/28x=9
x=84
答:丟番圖活了84歲。
2.丟番圖開始當爸爸的年齡:
84×(1÷6+1÷12+1÷7)+5=38(歲)
答:丟番圖開始當爸爸的年齡為38歲。
3.兒子死時丟番圖的年齡:
84-4=80(歲)
答:兒子死時丟番圖的年齡為80歲。