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大学

もっと小さい容疑者が現れる

m・r・sはみな平方数になり、|i| < |c|の新しい解が矛盾を呼びます。

まず、身近な例で

50の番号札が最小だと仮定します。50より小さい有効な札を実際に作れれば矛盾です。「下へ行く」と言うだけでなく、作る手順を証明するのが大切です。

ちいさな確認:考えてみよう

上の具体例を見ながら考えよう。何度やり直しても大丈夫。

有効な大きさの最小が50なら、有効な40を作れるとどうなる?

答えと考え方を読む

最小だったことと矛盾する。 比べるのは40<50です。小さいだけでなく、40も条件を満たす有効な候補であることが大切です。

3段階で考えよう

  1. 入れ子の分類から、正の数m・r・sはみな平方数だと強制されます:m = i ^ 2、r = j ^ 2、s = k ^ 2——正であることが負の平方を除外します。
  2. しかしm = r ^ 2 + s ^ 2なので、i ^ 2 = j ^ 4 + k ^ 4。より小さい数の平方だけから組み上がった、まったく新しいFermat42の解です。
  3. 目盛りを確かめます。m = i ^ 2、c = m ^ 2 + n ^ 2と、すでに示した正の条件から、|i| ≤ i ^ 2 = m < c = |c|。新しい解の順位は小さくなります。一方、最小性は|c| ≤ |i|を要求するので矛盾です。

小さな例で確かめる

階段をなぞります:もし最小の容疑者のcが50なら、降下は|c|が50より小さい解を手渡します。バッジはすでに最小のはず——だからこれは起こり得ません。

Leanでの使用例・原文の抜粋

Mathlib · db584cd · Four.lean

  -- from m = r ^ 2 + s ^ 2 we now get a new solution to a ^ 4 + b ^ 4 = c ^ 2:  have hh : i ^ 2 = j ^ 4 + k ^ 4 := by grind  have hn : n ≠ 0 := by grind  -- and it has a smaller c: from c = m ^ 2 + n ^ 2 we see that m is smaller than c, and i ^ 2 = m.  have hic : Int.natAbs i < Int.natAbs c := by    apply Int.ofNat_lt.mp    rw [← Int.eq_natAbs_of_nonneg (le_of_lt hc)]    apply lt_of_le_of_lt (Int.natAbs_le_self_sq i)    rw [← hi, ht3]    apply lt_of_le_of_lt (Int.le_self_sq m)    exact lt_add_of_pos_right (m ^ 2) (sq_pos_of_ne_zero hn)  have hic' : Int.natAbs c ≤ Int.natAbs i := by    apply h.2 j k i    exact ⟨hj0, hk0, hh.symm⟩  apply absurd (not_le_of_gt hic) (not_not.mpr hic')

このLeanの読み方

最後の行が要点です:hhが新しい解の等式をj ^ 4とk ^ 4から組み上げ、hicが|i| ≤ i ^ 2 = m < m ^ 2 < m ^ 2 + n ^ 2 = cとつなぎ、hic'が最小性の仮定h.2を三つ組(j, k, i)に適用します。absurdが主張と否定を並べます——華麗さではなく、算術の正直さ。これは17世紀にフェルマーが歩いた階段で、いまも荷を運びます。

この言葉を使う章

7. ベテランたちの事件簿
わからない・道に迷った

ミカのたすけ舟

もっと小さい容疑者が現れる

今は、一つだけ

まず「3段階で考えよう」を上から読みます。Leanの原文は、その後でも大丈夫です。

言葉をほどこう

m・r・sはみな平方数になり、|i| < |c|の新しい解が矛盾を呼びます。

このページの「この言葉の前に」に、先に知ると読みやすい言葉があります。

小さな手がかり

階段をなぞります:もし最小の容疑者のcが50なら、降下は|c|が50より小さい解を手渡します。バッジはすでに最小のはず——だからこれは起こり得ません。

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。

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