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単元つきのより広い網

降下のために、単元uのかかったもっと大きな主張を、まず証明します。

まず、身近な例で

x³+y³をx³−y³にすれば、符号という条件が変わります。一般化した主張では、許される係数の変化を式の中に記録します。元の式と同じだと決めつけません。

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。

x³+y³がx³−y³に変わったら、証明で符号の違いを無視してよい?

答えと考え方を読む

いいえ、許される係数の変化として記録する。 x=y=1なら、前者は2、後者は0です。一般化した主張でも、どんな係数を許すかを正確に指定します。

3段階で考えよう

  1. 降下法で証明するのは、条件つきの広い主張です。𝓞 Kで、c ≠ 0、λはcを割るがa・bを割らず、aとbは互いに素、という条件のもとでは、どの単元uに対してもa ^ 3 + b ^ 3 = u * c ^ 3は成立しません。条件を外した等式には解があるので、省略できません。
  2. 追加の自由度uは、降下が要求する余地そのものです。降下の決定的な一手は単元をかける操作を含むので、網は係数が動いても解を取りこぼしません。
  3. 補題FermatLastTheoremForThree_of_FermatLastTheoremThreeGenは、この広い主張を、元のFermatLastTheoremFor 3へ降ろします。

小さな例で確かめる

単元とは、逆数を持つ元です。普通の整数では1と−1だけ。広い主張は、このような係数の動きを許します。音量は変わっても旋律は変わらない、という許し方です。

Leanの定義・原文の抜粋

Mathlib · db584cd · Three.lean

/-- `FermatLastTheoremForThreeGen` is the statement that `a ^ 3 + b ^ 3 = u * c ^ 3` has nonontrivial solutions in `𝓞 K` for all `u : (𝓞 K)ˣ` such that `¬ λ ∣ a`, `¬ λ ∣ b` and `λ ∣ c`.The reason to consider `FermatLastTheoremForThreeGen` is to make a descent argument working. -/def FermatLastTheoremForThreeGen : Prop :=  ∀ a b c : 𝓞 K, ∀ u : (𝓞 K)ˣ, c ≠ 0 → ¬ λ ∣ a → ¬ λ ∣ b → λ ∣ c → IsCoprime a b →    a ^ 3 + b ^ 3 ≠ u * c ^ 3 /-- To prove `FermatLastTheoremFor 3`, it is enough to prove `FermatLastTheoremForThreeGen`. -/lemma FermatLastTheoremForThree_of_FermatLastTheoremThreeGen    [NumberField K] [IsCyclotomicExtension {3} ℚ K] :    FermatLastTheoremForThreeGen hζ → FermatLastTheoremFor 3 := by

このLeanの読み方

まず説明文から読みます。より広い主張が存在する理由をはっきり言っています——降下法を働かせるためです。定義は条件を列挙します:c ≠ 0、λはa・bを割らない、λはcを割る、aとbは互いに素。λ ∣ cという条件は前のページの場合分けの対応物です:3で割れる事がどれか一つの数に落ち、議論がそれをcに整えます。

この言葉を使う章

2. 三の場合の事件簿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

単元つきのより広い網

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

降下のために、単元uのかかったもっと大きな主張を、まず証明します。

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

単元とは、逆数を持つ元です。普通の整数では1と−1だけ。広い主張は、このような係数の動きを許します。音量は変わっても旋律は変わらない、という許し方です。

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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