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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。

曲線の算術を、勝手に切り分けられない理由。

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

昔の数学の成果が、大きな証明の道具になることを知ろう。

absurd
命題の証拠とその否定から、任意の結論を導く。
選言
A ∨ Bのように、複数の可能性のどれかが成り立つという命題。
たとえ話と数学の境界

古い事件簿が表すのは証明済みの定理。古さや知名度ではなく、その証明が根拠です。

</>S_FreyPackage_frey_no_cofixed_small.lean
theorem solution (P : FreyPackage) (hp : P.p = 5 ∨ P.p = 7 ∨ P.p = 13) : ¬ HasGaloisStableCofixedLine (K := AlgebraicClosure ℚ) ℚ P.freyCurve P.p := by
rcases hp with h | h | h
· exact absurd h (P.p_ne_of_fermatLastTheoremFor_K fermatLastTheoremFive)
· exact absurd h (P.p_ne_of_fermatLastTheoremFor_K fermatLastTheoremSeven)
· exact absurd h (P.p_ne_of_fermatLastTheoremFor_K fermatLastTheoremThirteen)

👩🏻‍🎨 ミカ · 原文を読むための案内

rcases hp with h | h | hで指数の等式を3つの場合に分けます。補助定理はFermatLastTheoremFor nとP.hFLTからP.p≠nを得ます。absurd hで等式とその否定をぶつけるため、直線の仮定を導入する必要もありません。

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7章/全17章・Lean

ベテランたちの事件簿

古い書類にも、まだ出番はある。

ここまでと、この先

対称性を調べる枝では、場合に応じて以前の数学の成果を使います。指数3の事件簿も、別の場合を扱う例でした。ここはその道具立てを読む場所で、新しい反例が見つかったわけではありません。

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
「ぼくの整理法より古いファイル。どうりで整理されている。」
古いからこそ

物語 → 証明古い引き出しは先行する証明の保管場所。ここでの候補は指数5・7・13に限られています。

三つの候補P.p = 5 ∨ P.p = 7 ∨ P.p = 13
ミカ
「ここでの候補は5・7・13の三つだけ。それぞれのファイルを開こう。」
場合を分けよう

物語 → 証明三つのファイルの山は∨で結ばれた三つの選択肢。rcasesで、一つずつ証明の枝を開きます。

一つずつ場合分けrcases hp with h | h | h
ピップ
「5は証明済みの結果を借りられるね。小さくなる解とお昼休みの冗談は、奥の話です。」
5の出番

物語 → 証明小さくなる箱は降下法のイメージ。この抜粋では降下法を再演せず、証明済みの指数5の定理を使います。

5の場合の定理を使うfermatLastTheoremFive
ミカ
「7と13にも証明済みの結果があるよ。残りのファイルも閉じられるね。」
勝利を借りる

物語 → 証明閉じたファイルを借りるのは、証明済みの結果を再利用すること。指数13の定理で、残りの枝の一つを閉じます。

13の場合の定理を使うfermatLastTheoremThirteen

物語の向こうにある考え方

rcases hp with h | h | hで指数の等式を3つの場合に分けます。補助定理はFermatLastTheoremFor nとP.hFLTからP.p≠nを得ます。absurd hで等式とその否定をぶつけるため、直線の仮定を導入する必要もありません。

この抜粋だけでクンマーの定理を最初から証明している?

  • いいえ。その証明に依存する結果を使っている。
  • はい。rcasesが理論全体を含んでいる。

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。

対称性の枝は準備できた。もう一つの枝は、数の世界と不思議な音楽を結ぶ。

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

ベテランたちの事件簿

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 →