thuyết s
Bách khoa toàn thư m Wikipedia
Lý thuyết s là mt ngành ca toán hc lý thuyết nghiên cu v tính cht ca s nói chung và s nguyên nói riêng, cũng như nhng lp rng hơn các bài toán mà phát trin t nhng nghiên
cu ca nó.
Lý thuyết s có th chia thành mt vài lĩnh vc da theo phương pháp gii và các dng bài toán được xem xét. (Xem Danh sách các ch đề ca lý thuyết s).
Cm t "s hc" cũng được s dng để nói đến lý thuyết s. Đây là cm t không còn được s dng rng rãi na. Tuy nhiên, nó vn còn hin din trong tên ca mt s lĩnh vc toán hc (hàm
s hc, s hc đường cong elliptic, lý thuyết căn bn ca s hc). Vic s dng cm t s hc đây không nên nhm ln vi s hc sơ cp.
Các lĩnh vc
Lý thuyết s sơ cp
Trong lý thuyết s sơ cp, các s nguyên được nghiên cu mà không cn các kĩ thut t các lĩnh vc khác ca toán hc. Nó nghiên cu các vn đề v chia hết, cách s dng thut toán Euclide
để tìm ước chung ln nht, phân tích s nguyên thành tha s nguyên t, vic nghiên cu các s hoàn thin và đồng dư.
Rt nhiu vn đề trong lý thuyết s có th phát biu dưới ngôn ng sơ cp, nhưng chúng cn nhng nghiên cu sâu sc và nhng tiếp cn mi bên ngoài lĩnh vc lý thuyết s để gii quyết.
Mt s d:
Gi thuyết Goldbach nói v vic biu din các s chn thành tng ca hai s nguyên t.
Gi thuyết Catalan (bây giđịnh lý Mihăilescu) nói v các lũy tha nguyên liên tiếp.
Gi thuyết s nguyên t sinh đôi nói rng có vô hn s nguyên t sinh đôi
Gi thuyết Collazt nói v mt dãy đệ qui đơn gin
Định lý ln Fermat (nêu lên vào năm 1637, đến năm 1994 mi được chng minh) nói rng phương trình xn + yn = zn không có nghim nguyên khác không vi n ln hơn 2.
Lý thuyết v phương trình Diophantine thm chí đã được chng minh là không có phương pháp chung đề gii (Xem Bài toán th 10 ca Hilbert)
Lý thuyết s gii tích
Lý thuyết gii tích s s dng công c gii tích và gii tích phc để gii quyết các vn đề v s nguyên. Định lý s nguyên t và gi thuyết Riemann là các ví d. Bài toán Waring (biu din
Mc lc
1 Các lĩnh vc
1.1 Lý thuyết s sơ cp
1.2 Lý thuyết s gii tích
1.3 Lý thuyết s đại s
1.4 Lý thuyết s hình hc
1.5 Lý thuyết s t hp
1.6 Lý thuyết s máy tính
2 Lch s
2.1 Lý thuyết s thi kì Vedic
2.2 Lý thuyết s ca người Jaina
2.3 Lý thuyết s Hellenistic
2.4 Lý thuyết s n Độ c đin
2.5 Lý thuyết s ca người Hi giáo
2.6 Lý thuyết s Châu Âu ban đầu
2.7 M đầu lý thuyết s hin đại
2.8 Lý thuyết s v s nguyên t
2.9 Các thành tu trong thế k 19
2.10 Các thành tu trong thế k 20
3 Danh ngôn
4 Tham kho
5 Liên kết ngoài
Page
1
of
5
L
ý
ế
t s
Wikipedia ti
ế
ng Vi
t
7/15/2010
http://vi.wikipedia.org/wiki/L%C3%BD_thuy%E1%BA%BFt_s%E1%BB%91
mt s nguyên cho trước thành tng các bình phương, lp phương, v.v...), gi thuyết s nguyên t sinh đôi và gi thuyết Goldbach cũng đang b tn công bi các phương pháp gii tích. Chng
minh v tính siêu vit ca các hng s toán hc, nhưπ hay e, cũng được xếp vào lĩnh vc lý thuyết gii tích s. Trong khi nhng phát biu v các s siêu vit dường như đã b loi b khi
vic nghiên cu v các s nguyên, chúng thc s nghiên cu giá tr ca các đa thc vi h s nguyên ti, ví d, e; chúng cũng liên quan mt thiết vi lĩnh vc xp x Diophantine, lĩnh vc
nghiên cu mt s thc cho trước có th xp x bi mt s hu t tt ti mc nào.
Lý thuyết s đại s
Trong Lý thuyết s đại s, khái nim ca mt s được m rng thành các s đại s, tc là các nghim ca các đa thc vi h s nguyên. Nhng th này bao gm nhng thành phn tương t
vi các s nguyên, còn gi là s nguyên đại s. Vi khái nim này, nhng tính cht quen thuc ca s nguyên (như phân tích nguyên t duy nht) không còn đúng. Li thế ca nhng công c l
ý
thuyết - Lý thuyết Galois, group cohomology, class field theory, biu din nhóm và hàm L - là nó cho phép ly li phn nào trt t ca lp s mi.
Rt nhiu vn đề lý thuyết s có th được gii quyết mt cách tt nht bi nghiên cu chúng theo modulo p vi mi s nguyên t p (xem các trường hu hn). Đây được gi là địa phương hóa
và nó dn đến vic xây dng các s p-adic; lĩnh vc nghiên cu này được gi là gii tích địa phương và nó bt ngun t lý thuyết s đại sô.
Lý thuyết s hình hc
Lý thuyết s hình hc (cách gi truyn thng là (hình hc ca các s) kết hp tt c các dng hình hc. Nó bt đầu vi định lý Minkowski v các đim nguyên trong các tp li và nhng
nghiên cu v sphere packing.
Lý thuyết s t hp
Lý thuyết s t hp gii quyết các bài toán v lý thuyết s mà có tư tưởng t hp trong công thc hoc cách chng minh ca nó. Paul Erdős là người khi xướng chính ca ngành lý thuyết s
này. Nhng ch đề thông thường bao gm h bao, bài toán tng-zero, rt nhiu restricted sumset và cp s cng trong mt tp s nguyên. Các phương pháp đại s hoc gii tích rt mnh trong
nhng lĩnh vc này.
Lý thuyết sy tính
Lý thuyết s máy tính nghiên cu các thut toán liên quan đến lý thuyết s. Nhng thut toán nhanh chóng để kim tra tính nguyên t và phân tích tha s nguyên t có nhng ng dng quan
trng trong mã hóa.
Lch s
Lý thuyết s thi kì Vedic
Các nhà toán hc n Độ đã quan tâm đến vic tìm nghim nguyên ca phương trình Diophantine t thi kì Vedic. Nhng ng dng sm nht vào hình hc ca phương trình Diophantine có th
tìm thy trong kinh Sulba, được viết vào khong gia thế k th 8 và thế k th 6 trước Công nguyên. Baudhayana (năm 800 TCN) tìm thy hai tp nghim nguyên dương ca mt h các
phương trình Diophantine, và cũng s dng h phương trình Diophantine vi ti bn n. Apastamba (năm 600) s dng h phương trình Diophantine vi ti năm n.
Lý thuyết s ca người Jaina
n Độ, các nhà toán hc Jaina đã phát trin lý thuyết s có h thng đầu tiên t thế k th 4 trước Công Nguyên ti thế k th 2. Văn t Surya Prajinapti (năm 400 TCN) phân lp tt c các
s thành ba tp: đếm được, không đếm được và vô hn. Mi tp này li được phân thành ba cp:
Đếm được: thp nht, trung bình, và cao nht.
Không đếm được: gn như không đếm được, tht s không đếm được, và không đếm được mt cách không đếm được.
Vô hn: gn như vô hn, tht s vô hn, vô hn mt cách vô hn
Nh
ng người Jain là nhng người đầu tiên không chp nhn ý tưởng các vô hn đều như nhau. H nhn ra năm loi vô hn khác nhau: vô hn theo mt hoc hai hướng (mt chiu), vô hn theo
din tích (hai chiu), vô hn mi nơi (ba chiu), và vô hn liên tc (vô s chiu).
S đếm được cao nht N ca người Jain tương ng vi khái nim hin đại aleph-không (cardinal number ca tp vô hn các s nguyên 1,2, ...), the smallest cardinal transfinite number.
Ng
ười Jain cũng định nghĩa toàn b h thng các cardinal number, trong đó là nh nht.
Trong công trình ca người Jain v lý thuyết tp hp, h phân bit hai loi transfinite number cơ bn. c lĩnh vc vt lý và bn th hc (ontology), s khác nhau được to ra gia asmkhyata
ananata, gia vô hn b chn ngt và vô hn b chn lng.
L
ý
thuy
ế
t s
Hellenistic
Page
2
of
5
L
ý
ế
t s
Wikipedia ti
ế
ng Vi
t
7/15/2010
http://vi.wikipedia.org/wiki/L%C3%BD_thuy%E1%BA%BFt_s%E1%BB%91
Lý thuyết s là mt đề tài ưa thích ca các nhà toán hc Hellenistic Alexandria, Ai Cp t thế k th 3 sau Công Nguyên. H đã nhn thc được khái nim phương trình Diophantine trong rt
nhiu trường hp đặc bit. Nhà toán hc Hellenistic đầu tiên nghiên cu nhng phương trình này là Diophantus.
Diophantus cũng đã tìm kiếm mt phương pháp để tìm nghim nguyên ca các phương trình vô định tuyến tính, nhng phương trình mà thiếu điu kin đủ để có mt tp duy nht các nghim
phân bit. Phương trình x + y = 5 là mt phương trình như vy. Diophantus đã khám phá ra nhiu phương trình vô định có th biến đổi thành các dng đã biết mc dù thm chí còn không biết
được nghim c th.
Lý thuyết s n Độ c đin
Phương trình Diophantine đã được nghiên cu mt cách sâu sc bi các nhà toán hc Ân Độ trung c. H là nhng người đầu tiên nghiên cu mt cách có h thng các phương pháp tìm
nghim nguyên ca phương trình Diophantine. Aryabhata (499) là người đầu tiên tìm ra dng nghim tng quát ca phương trình Diophantine tuyến tính ay + bx = c, được ghi trong cun
Aryabhatiya
ca ông. Thut toán kuttaka này được xem là mt trong nhng cng hiến quan trng nht ca Aryabhata trong toán hc lý thuyết, đó là tìm nghim ca phương trình Diophantine
bng liên phân s. Aryabhata đã dùng kĩ thut này để tìm nghim nguyên ca các h phương trình Diophantine, mt bài toán có ng dng quan trng trong thiên văn hc. Ông cũng đã tìm ra
nghim tng quát đối vi phương trình tuyến tính vô định bng phương pháp này.
Brahmagupta vào năm 628 đã nm được nhng phương trình Diophantine phc tp hơn. Ông s dng phương pháp chakravala để gii phương trình Diophantine bc hai, bao gm c các dng
ca phương trình Pell, như là 61x2 + 1 = y2. Cun Brahma Sphuta Siddhanta ca ông đã được dch sang tiếng Rp vào năm 773 và sau đó được dch sang tiếng Latin vào năm 1126. Phương
trình 61x2 + 1 = y2 sau đó đã được chuyn thành mt bài toán vào năm 1657 bi nhà toán hc người Pháp Pierre de Fermat. Leonhard Euler hơn 70 năm sau đã tìm được nghim tng quát đối
vi trường hp riêng này ca phương trình Pell, trong khi nghim tng quát ca phương trình Pell đã được tìm ra hơn 100 năm sau đó bi Joseph Louis Lagrange vào 1767. Trong khi đó, nhi
u
thế k trước, nghim tng quát ca phương trình Pell đã được ghi li bi Bhaskara II vào 1150, s dng mt dng khác ca phương pháp chakravala. Ông cũng đã s dng nó để tìm ra nghim
tng quát đối vi các phương trình vô định bc hai và phương trình Diophantine bc hai khác. Phương pháp chakravala ca Bhaskara dùng để tìm nghim phương trình Pell đơn gin hơn nhiu
so vi phương pháp mà Lagrange s dng 600 năm sau đó. Bhaskara cũng đã tìm được nghim ca các phương trình vô định bc hai, bc ba, bn và cao hơn. Narayana Pandit đã ci tiến
phương pháp chakravala và tìm thêm được các nghim tng quát hơn đối vi các phương trình vô định bc hai và cao hơn khác.
Lý thuyết s ca người Hi giáo
T thế k 9, các nhà toán hc Hi giáo đã rt quan tâm đến lý thuyết s. Mt trong nhng nhà toán hc đầu tiên này là nhà toán hc Rp Thabit ibn Qurra, người đã khám phá ra mt định lý
cho phép tìm các cp s bn bè, tc là các s mà tng các ước thc s ca s này bng s kia. Vào thế k 10, Al-Baghdadi đã nhìn vào mt ít biến đổi trong định lý ca Thabit ibn Qurra.
Vào thế k 10, al-Haitham có th là người đầu tiên phân loi các s hoàn ho chn (là các s mà tng các ước thc s ca nó bng chính nó) thành các s có dng 2k − 1(2k − 1) trong đó 2k − 1
là s nguyên t. Al-Haytham cũng là người đầu tiên phát biu định lý Wilson (nói rng p là s nguyên t thì 1 + (p − 1)! chia hết cho p). Hin không rõ ông ta có biết cách chng minh nó
không. Định lý có tên là định lý Wilson vì căn c theo mt li chú thích ca Edward Waring vào năm 1770 rng John Wilson là người đầu tiên chú ý đến kết qu này. Không có bng chng nào
chng t John Wilson đã biết cách chng minh và gn như hin nhiên là Waring cũng không. Lagrange đã đưa ra chng minh đầu tiên vào 1771.
Các s bn bè đóng vai trò quan trng trong toán hc ca người Hi giáo. Vào thế k 13, nhà toán hc Ba Tư Al-Farisi đã đưa ra mt chng minh mi cho định lý ca Thabit ibn Qurra, gii
thiu mt ý tưởng mi rt quan trng liên quan đến phương pháp phân tích tha s và t hp. Ông cũng đưa ra cp s bn bè 17296, 18416 mà người ta vn cho là ca Euler, nhưng chúng tao
biết rng nhng s này còn được biết đến sm hơn c al-Farisi, có th bi chính Thabit ibn Qurra. Vào thế k 17, Muhammad Baqir Yazdi đưa ra cp s bn bè 9.363.584 và 9.437.056 rt nhi
u
năm trước khi Euler đưa ra.
Lý thuyết s Châu Âu ban đầu
Lý thuyết s bt đầu Châu Âu vào thế k 16 và 17, vi François Viète, Bachet de Meziriac,đặc bit là Fermat, mà phương pháp lùi vô hn ca ông là chng minh tng quát đầu tiên ca
phương trình Diophantine. Định lý ln Fermat được nêu lên như là mt bài toán vào năm 1637, và không có li gii cho đến năm 1994. Fermat cũng nêu lên bài toán 61x2 + 1 = y2 vào năm
1657.
Vào thế k 18, Euler và Lagrange đã có nhng cng hiến quan trng cho lý thuyết s. Euler đã làm mt vài công trình v lý thuyết gii tích s, và tình được mt nghim tng quát ca phương
trình 61x2 + 1 = y2, mà Fermat nêu thành bài toán. Lagrange đã tìm được mt nghim ca phương trình Pell tng quát hơn. Euler và Lagrange đã gii nhng phương trình Pell này bng phương
pháp liên phân s, mc dù nó còn khó hơn phương pháp chakravala ca n Độ.
M đầu lý thuyết s hin đại
Khong đầu thế k 19 các cun sách ca Legendre (1798), và Gauss kết hp thành nhng lý thuyết có h thng đầu tiên châu Âu. Cun Disquisitiones Arithmeticae (1801) có th nói là đã m
đầu lý thuyết s hin đại.
S hình thành lý thuyết đồng dư bt đầu vi cun Disquisitiones ca Gauss. Ông gii thiu kí hiu
Page
3
of
5
L
ý
ế
t s
Wikipedia ti
ế
ng Vi
t
7/15/2010
http://vi.wikipedia.org/wiki/L%C3%BD_thuy%E1%BA%BFt_s%E1%BB%91
đã khám phá ra hu hết trong lĩnh vc này. Chebyshev đã xut bn vào năm 1847 mt công trình bng tiếng Nga v ch đề này, Pháp Serret đã ph biến nó.
Bên cnh nhng công trình tng kết trước đó, Legendre đã phát biu lut tương h bc hai. Định lý này, được khám phá ra bi qui np và được din đạt bi Euler, đã được chng minh ln đầu
tiên bi Legendre trong cun Théorie des Nombres ca ông (1798) trong nhng trường hp đặc bit. Độc lp vi Euler và Legendre, Gauss đã khám phá ra định lut này vào khong năm 1795,
và là người đầu tiên đưa ra chng minh tng quát. Nhng ngưi cũng có cng hiến quan trng: Cauchy; Dirichlet vi cun Vorlesungen über Zahlentheorie kinh đin; Jacobi, người đã đưa ra kí
hiu Jacobi; Liouville, Zeller (?), Eisenstein, Kummer, và Kronecker. Lý thuyết này đã được m rng để bao gm biquadratic reciprocity (Gauss, Jacobi nhng người đầu tiên chng minh lut
tương h bc ba, và Kummer).
Gauss cũng đã đưa ra biu din các s thành các dng bc hai cơ s hai.
Lý thuyết s v s nguyên t
Mt ch đề ln và lp đi lp li trong lý thuyết s đó là nghiên cu v s phân b s nguyên t. Carl Fiedrich Gauss đã d đoán kết qu ca định lý s nguyên t khi còn là hc sinh trung hc.
Chebyshev (1850) đưa ra các chn cho s s nguyên t gia hai gii hn cho trước. Riemann gii thiu gii tích phc thành lý thuyết v hàm zeta Riemann. Điu này đã dn đến mi quan h
gia các s không ca hàm zeta và s phân b s nguyên t, thm chí dn ti mt chng minh cho định lý s v s nguyên t độc lp vi Hadamard và de la Vallée Poussin vào năm 1896. Tuy
nhiên, mt chng minh sơ cp đã được đưa ra sau đó bi Paul Erdős và Atle Selberg vào năm 1949. đây sơ cp nghĩa là không s dng kĩ thut gii tích phc; tuy nhiên chng minh vn rt
đặc bit và rt khó. Gi thuyết Riemann, đưa ra nhng thông tin chính xác hơn, vn còn là mt câu hi m.
Các thành tu trong thế k 19
Cauchy, Pointsot (1845), Lebesgue (1859, 1868) và đặc bit là Hermite đã có nhng cng hiến đối vi lĩnh vc này. Trong lý thuyết v các ternary form Eisenstein đã tr thành người đi đầu, v
à
vi ông và H. J. S. Smith đó đúng là mt bước tiến quan trng trong lý thuyết vc dng. Smith đã đưa ra mt s phân loi hoàn chnh v các ternary form bc hai, và m rng nhng nghiên
cu ca Gauss v các dng bc hai thc (real quadratic form) thành các dng phc (complex form). Nhng nghiên cu v biu din các s thành tng ca 4, 5, 6, 6, 8 bình phương đã được phát
trin bi Eisenstein và lý thuyết này đã được hoàn chnh bi Smith.
Dirichlet là người đầu tiên thuyết trình v lĩnh vc này mt trường đại hc Đc. Mt trong nhng cng hiến ca ông là s m rng ca Định lý ln Fermat:
mà Euler và Legendre đã chng minh cho n = 3, 4 (và t đó suy ra cho các bi ca 3 và 4). Dirichlet đã ch ra rng : . Mt s nhà toán hc Pháp là Borel, Poincaré, nhng hi
ký ca h rt ln và có giá tr; Tannery và Stieltjes. Mt s người có nhng cng hiến hàng đầu Đức là Kronecker, Kummer, Schering, Bachmann, và Dedekind. Austria cun Vorlesungen
über allgemeine Arithmetik ca Stolz (1885-86) và Anh cun Lý thuyết s ca Mathew (Phn I, 1892) là các công trình tng quát rt có giá tr. Genocchi, Sylvester, và J. W. L. Glaisher cũng
đã có nhng cng hiến cho lý thuyết này.
Các thành tu trong thế k 20
Nh
ng nhà toán hc ln trong lý thuyết s thế k 20 bao gm Paul Erdős, Gerd Faltings, G. H. Hardy, Edmund Landau, John Edensor Littlewood, Srinivasa Ramanujan và André Weil.
Các ct mc trong lý thuyết s thế k 20 bao gm vic chng minh Định lý ln Fermat bi Andrew Wiles vào năm 1994 và chng minh Gi thuyết Taniyama–Shimura vào năm 1999
Danh ngôn
Toán hc là n hoàng ca các khoa hc và lý thuyết s là n hoàng ca toán hc. — Gauss
Chúa sinh ra các s nguyên, và phn vic còn li là ca con người. — Kronecker
Tôi biết các con s rt đẹp đẽ. Nếu chúng không đẹp, thì chng có thđẹp.— Erdős
Tham kho
Đỗ Đức Giáo, Toán Ri rc, Nhà xut bn Giáo dc, 2005.
Apostol, T. M. (1986). Introduction to Analytic Number Theory. Springer-Verlag. ISBN 0-387-90163-9.
Dedekind, Richard (1963). Essays on the Theory of Numbers. Cambridge University Press. ISBN 0-486-21010-3.
Davenport, Harold (1999). The Higher Arithmetic: An Introduction to the Theory of Numbers (7th ed.). Cambridge University Press. ISBN 0-521-63446-6.
Guy, Richard K. (1981). Unsolved Problems in Number Theory. Springer-Verlag. ISBN 0-387-90593-6.
Hardy, G. H. and Wright, E. M. (1980). An Introduction to the Theory of Numbers (5th ed.). Oxford University Press. ISBN 0-19-853171-0.
Niven, Ivans Herbert S. Zuckermans and Hugh L. Montgomery (1991). An Introduction to the Theory of Numbers (5th ed.). Wiley Text Books. ISBN 0-471-62546-9.
Ore, Oystein (1948).
Number Theory and Its
History
. Dover Publications, Inc..
ISBN
0
-
486
-
65620
-
9
.
Page
4
of
5
L
ý
ế
t s
Wikipedia ti
ế
ng Vi
t
7/15/2010
http://vi.wikipedia.org/wiki/L%C3%BD_thuy%E1%BA%BFt_s%E1%BB%91
Smith, David. History of Modern Mathematics (1906) (adapted public domain text)
Dutta, Amartya Kumar (2002). 'Diophantine equations: The Kuttaka', Resonance - Journal of Science Education.
O'Connor, John J. and Robertson, Edmund F. (2004). 'Arabic/Islamic mathematics', MacTutor History of Mathematics archive.
O'Connor, John J. and Robertson, Edmund F. (2004). 'Index of Ancient Indian mathematics', MacTutor History of Mathematics archive.
O'Connor, John J. and Robertson, Edmund F. (2004). 'Numbers and Number Theory Index', MacTutor History of Mathematics archive.
Important publications in number theory
Liên kết ngoài
[Theory Web]
Ly t “http://vi.wikipedia.org/wiki/L%C3%BD_thuy%E1%BA%BFt_s%E1%BB%91”
Th loi: Lý thuyết s | Toán hc ri rc
Trang này được sa đổi ln cui lúc 15:11, ngày 30 tháng 3 năm 2010.
Văn bn được phát hành theo Giy phép Creative Commons Ghi công/Chia s tương t; có th áp dng điu khon b sung. Xem Điu khon S dng để biết thêm chi tiết.
Wikipedia
®
l
à
th
ươ
ng hi
u
đã đă
ng k
ý
c
a
Wikimedia Foundation, Inc.
, m
t
t
ch
c phi l
i nhu
n.
Page
5
of
5
L
ý
ế
t s
Wikipedia ti
ế
ng Vi
t
7/15/2010
http://vi.wikipedia.org/wiki/L%C3%BD_thuy%E1%BA%BFt_s%E1%BB%91