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「なぜ?」から始まる、数学の冒険

小さな「なぜ?」。 大きな冒険。

物語を追い、証明に触れる。気になったら、もうひとつ奥まで。

アカウント不要。APIキー不要。好奇心だけで。

ふたつの入口。お茶の間は、ひとつ。

今日は数学と戦わない

まんがから入ります:17章、64個の小石、必須の式はゼロ。Leanの原文は、訪ねてくるまでガラス越しです。

数学へまっすぐ

証明マップから始めます:名付けられた定理が数千本。そして時計の逆元からR = Tまで、階段を全部登ります。となりでは物語も語り続け、あなたを正直に保ちます。

ふたりで読むために作りました:数学好きと、数学が苦手なひと。ソファは一台。それぞれが持ち帰ったものは、お茶の間へ運びます。

「まだわからない」から始めよう。

全17章で、ひとつの大きな道筋へ。今日は、小さな発見がひとつあれば十分。

全17章 · Lean元の原文 ↗

ピップの心得:まちがいも手がかり。どの章にも進めて、何度でも考え直せます。

累乗、問題の還元、あやしい小包。

読み方を選ぶ証明項と依存先をたどる。
証明全体のマップを開く29,511の定理・正確な主張・依存関係

英語や日本語で定理を検索できます。主要な定理には日本語の見出しがあります。文脈全体はGitHubの原文から確かめられます。

この章で見つけたいこと

フェルマーの最終定理が「何を言っているか」をつかもう。

ha.ne'
0<aという証拠からa≠0という証拠を得る。
定理の適用
仮定の証拠を受け取り、結論の証拠を返すものとして定理を使う。
たとえ話と数学の境界

ケーキは式を覚えるためのたとえ。いくつか試すだけでは、すべての整数についての証明にはなりません。

</>S_fermat_last_theorem.lean
theorem solution (n : ℕ) (hn : 3 ≤ n) (a b c : ℕ) (ha : 0 < a) (hb : 0 < b) (hc : 0 < c) : a ^ n + b ^ n ≠ c ^ n :=
FLT.fermatLastTheorem n hn a b c ha.ne' hb.ne' hc.ne'

👩🏻‍🎨 ミカ · 原文を読むための案内

この短い証明はFLT.fermatLastTheoremを呼び出します。ha.ne'、hb.ne'、hc.ne'は、正であるという証拠を非零の証拠に変換します。長い本体は、ここで使う定理とその依存先にあります。

元の原文への注釈・Leanの実行状態ではありません

コマの手がかりや原文の色つきの語句に触れると、対応をたどれます。

この論理を試してみる →
出典と検証の範囲

出典:anthropics/fermats-last-theorem(aa2d8b3)。上流では検証済みと報告されていますが、このアプリでは全体を再ビルド・再検証していません。漫画の解説自体は形式的な証明ではありません。

ソースのライセンスと著作者表示
第1章/全17章・Lean

注文できないケーキ

ピップの注文は、数学史に残る無茶ぶりだった。

ここまでと、この先

平方の話ではa²の意味を見ました。ここでは「3以上の指数で、正の整数の組がaⁿ + bⁿ = cⁿを満たす?」という問いに変わります。まず主張を読み、矛盾を作るのは後です。

このつながりは、読む道筋の案内です。物語のたとえ自体が、この定理の証明になるわけではありません。

お茶の間で話す
ピップ
「不可能なケーキの注文、お願いします:三つの高さがa ^ n + b ^ n = c ^ nを満たす塔です。」
二乗ならご注文どおり

物語 → 証明ケーキの注文は、等式を満たす数を探すこと。二乗での成功は、この定理の指数の範囲外です。

成立しない等式a ^ n + b ^ n ≠ c ^ n
ミカ
「ちゅうい。二乗なら本当に成立します——2は範囲外。この規則は3以上でしかかみつきません。」
ほんの少し変えたら

物語 → 証明立方体のケーキへの変更が、指数の条件を表します。三つの累乗で同じnを使い、nは3以上です。

指数は3以上hn : 3 ≤ n
ピップ
「空のお皿禁止、ゼロの塔禁止。ミカが入口で全員点検:高さは正の数だけ。」
空のお皿は禁止

物語 → 証明ピップの空のお皿は0。ミカに止められるのは、正の数という条件があるから。bとcにも同じ条件があります。

空のお皿は禁止ha : 0 < a
ミカ
「封筒は、条件に合うすべての注文を一度に束ねます。署名ひとつで、事件全体が閉じます。」
とても大きな約束

物語 → 証明封筒に入れた事件は、条件に合うすべての注文についての約束。最後の行で、その約束を支える定理を使います。

約束を支える定理FLT.fermatLastTheorem

物語の向こうにある考え方

この短い証明はFLT.fermatLastTheoremを呼び出します。ha.ne'、hb.ne'、hc.ne'は、正であるという証拠を非零の証拠に変換します。長い本体は、ここで使う定理とその依存先にあります。

haではなくha.ne'を渡す理由は?

  • 正の整数を無作為に選ぶため。
  • 呼び出す定理が非零の証拠を求めるため。

このページで物語と原文を読めます。証明の編集、クイズ、対話式のマップにはJavaScriptを有効にしてください。

指数は無限にある。ピップの手帳は、かなり小さい。

読む。試す。腑に落ちる。

  1. 漫画を読み、「物語」「数学」「Lean」で深さを選びます。
  2. 証明のプレイグラウンドへ。タクティクを編集すると、目標が変わります。
  3. 状態、言葉、ヒントを選んでみよう。まわり道も物語の一部です。

練習では小さな命題論理を検査します。FLTの抜粋は編集できる読み物で、リアルタイムのLean検証ではありません。FLT全体の検証は上流の報告として扱います。

わからない・道に迷った

ミカのたすけ舟

注文できないケーキ

今は、一つだけ

迷ったら、天秤のケーキの話から。ひとまとまりずつで大丈夫。フェルマーの章なら、まず「物語」と「まず、この言葉から」を読もう。

言葉をほどこう

最初からLeanや大学の数学を知っている必要はありません。小さな物語では、使う言葉から説明します。

小さな手がかり

一般の式より先に、小さな例を見よう。「何を変えて、何を同じに保った?」と考えてみてね。

閉じれば、読んでいた場所に戻れます。このページに合わせて用意したヒントです。

最初の小さな物語から読む →