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 你的位置: 首頁 > 初中課程 快女> 數學(xué)百科 > 問題與猜想 > 希爾伯特2鄉件3個數學(xué)問題及其解決情況

(1)康托的連續統基數問題。

 

1874年,康托猜測在可數集基數和實數集基數之間沒(méi)有别的基吧場數,即著名的連續統假設。1938年,僑居美國(gu報物ó)的奧地利數理邏輯學(xué)家哥德爾著個證明連續統假設與ZF集合論公理系統的無矛盾性。1963廠黑年,美國(guó)數學(xué)家科思(P.Choen)證明連續統假設與讀房ZF公理彼此獨立。因而,連續統假設不跳友能(néng)用ZF公理加以證明。在這(美的zhè)個意義下,問題已獲解決。

 

(2)算術公理系統的無矛盾性。

 

歐氏幾何的無矛盾性可以歸結為算術公理的無矛盾性。希爾伯特曾提出用形紙水式主義計劃的證明論方法加以證明,哥德爾1931年發(fā)表不完爸是備性定理作出否定。根茨(G.Gentaen,市樹1909-1945)1936年使用超限歸納法證明了算術公理系統的無矛盾性報呢。

 

(3)隻根據合同公理證明等底等高的兩(liǎng)個四面(miàn)體有相等之畫長體積是不可能(néng)的。

 

問題的意思是:存在兩(liǎng)個登高等底的四的少面(miàn)體,它們不可能(néng)分解為有限個小四面(miàn就紅)體,使這(zhè)兩(liǎng)組四面(miàn)體彼此全等德思(M.林去Dehn)1900年已解決。

 

(4)兩(liǎng)點間以直請吧線為距離最短線問題。

 

此問題提的一般。滿足此性質的幾何很多,刀市因而需要加以某些限制條件。1973年,蘇聯數學(xué)家波格列洛夫一舊(Pogleov)宣布,在對(duì)稱距離情況秒報下,問題獲解決。

 

(5)拓撲學(xué)成(chéng)為李群的條件(拓撲群)。

 

這(zhè)一個問題簡稱連續群的解析性,即房飛是否每一個局部歐氏群都(dōu錢藍)一定是李群。1952年,由格裡(lǐ)森(Gleason)、蒙哥馬利(Mon書聽tgomery)、齊賓(Zippin)共同解決。1953年,日本筆章的山邁英彥已得到(dào)完全肯定的結果。

 

(6)對(duì)數學(xué)起(qǐ)重要作知動用的物理學(xué)的公理化。

 

1933年,蘇聯數學(xué)金哥家柯爾莫哥洛夫將(jiāng)概率論公理化。後(hòu)來,在量子力學畫村(xué)、量子場論方面(miàn)取得成(chéng)功。但對(duì)物理黑木學(xué)各個分支能(néng)否全盤公理化,很多人有懷疑。

 

(7)某些數的超越性的證明。

 

需證:如果α是代數數,β是無理數的代數數書訊,那麼(me)αβ一定是超越數或至少能報是無理數(例如,2√2和eπ)。蘇聯的蓋爾封特(Gelfond)1929年、德商老國(guó)的施奈德(Schneider)及西格爾(Siegel)1935但相年分别獨立地證明了其正确性。但超越數理論還(há紅書i)遠未完成(chéng)。目前,确定所給的數是否超越數,尚無統一爸你的方法。

(8)素數分布問題,尤其對(duì)黎曼猜想新靜、哥德巴赫猜想和孿生素共問題。

 

素數是一個很古老的研究領域。希有銀爾伯特在此提到(dào)黎曼(Riemann)猜想店內、哥德巴赫(Goldbach)猜想以及孿生素數問題。那大黎曼猜想至今未解決。哥德巴赫猜想和孿生素數問題目前也未最終解決,其最佳結果對拍均屬中國(guó)數學(xué)家陳景潤。

 

(9)一般互反律在任意數域中的證明。

 

1921年由日本的高木貞治,1927年由德國(guó)的阿又朋廷(E.Artin)各自給以基本解決。而類域理論至今還(hái)在得空發(fā)展之中。

 

(10)能(néng)否通過(guò)有限步驟來判定不定方程是爸秒否存在有理整數解?

 

求出一個整數系數方程的整數根,稱為丢番圖(約210-2弟老90,古希臘數學(xué)家)方程可解。1950年前後(hòu),美會一國(guó)數學(xué)家戴維斯(Davis)東林、普特南(Putnan)、羅賓遜(Robinson)等取影請得關鍵性突破。1970年,巴克爾(Baker)、費體能羅斯(Philos)對(duì)含兩(liǎng)個未知數的方程取得肯定結道坐論。1970年。蘇聯數學(xué)家馬蒂塞維奇最終證明:在一般情況得文答案是否定的。盡管得出了否定的結果,卻産生了一系列很有價值的副産品在校,其中不少和計算機科學(xué)有密切聯系。

 

(11)一般代數數域内的二次型論。

 

德國(guó)數學(xué)家哈塞(Hasse)和西格爾(Siegel)在2歌弟0年代獲重要結果。60年代,法國(guó)數學(xué)家魏依(A.Weil)站對取得了新進(jìn)展。

 

(12)類域的構成(chéng)問題。

 

即將(jiāng)阿貝爾域上的雨線克羅内克定理推廣到(dào)任坐離意的代數有理域上去。此問題僅有一些零星結果,離說呢徹底解決還(hái)很遠。

 

(13)一般七次代數方程以二變量連續函數之組國白合求解的不可能(néng)性。

 

七次方程x7+ax3+bx2+cx+1=0的根依賴光哥于3個參數a、b、c;x=x(a,b,c)。這(不銀zhè)一函數能(néng)否用兩(liǎng)變量函數表示出來?冷船此問題已接近解決。1957年,蘇聯數學(xué)家阿諾爾德(Arno姐煙ld)證明了任一在[0,1]上連續的實函數f(裡地x1,x2,x3)可寫成(chéng)形式∑hi(金下ξi(x1,x2),x3)(i=1--9),這(zhè)裡(lǐ)hi和ξi為街家連續實函數。柯爾莫哥洛夫證明f(x1,x2紅木,x3)可寫成(chéng)形式∑hi(ξi1(x1)+ξi2(x2)+拿雨ξi3(x3))(i=1--7)這吃開(zhè)裡(lǐ)hi和ξi道小為連續實函數,ξij的選取可與f完全無關。1964年,維土錢近斯金(Vituskin)推廣到(dào)連讀畫續可微情形,對(duì)解析函數情形則未解決。

 

(14)某些完備函數系的有限的證明。

 

即域K上的以x1,x2,…,xn為自變量從行的多項式fi(i=1,…,m),R為K[X1,…,Xm]上的有理函數F(X1,但請…,Xm)構成(chéng)的環,并且F(f1,…姐媽,fm)∈K[x1,…,xm]有對試問R是否可由有限個元素F1,…,FN志鐵的多項式生成(chéng)?這(zhè)個與代數不變量問你子題有關的問題,日本數學(xué)家永田雅宜于1959年用漂亮的金他反例給出了否定的解決。

 

(15)建立代數幾何學(xué)的基礎。

 

荷蘭數學(xué)家範德瓦爾登193舞雪8年至1940年,魏依1950年已解決。

 

(15)注一舒伯特(Schube跳志rt)計數演算的嚴格基礎。

 

一個典型的問題是:在三維空間中有四條直線,問有幾條直線能(火美néng)和這(zhè)四條直線都(d匠木ōu)相交?舒伯特給出了一個直觀的解法。希爾伯特要求將(jiāng)問題一般化南低,并給以嚴格基礎。現在已有了一些可紅微計算的方法,它和代數幾何學(xué)有密切的關系。但嚴格的基兵算礎至今仍未建立。

 

(16)代數曲線和曲面(miàn)的拓撲研究。

 

此問題前半部涉及代數曲線含有閉的分枝曲線的最大數目。後(hòu)半部拿煙要求讨論備dx/dy=Y/X的極限環的最信還多個數N(n)和相對(duì)位置,其玩都中X、Y是x、y的n次多項式。草費對(duì)n=2(即二次系統)的情況,1934年福羅獻爾得到(dà做林o)N(2)≥1;1952年鮑廷得到(dào)N(2)≥3;19短城55年蘇聯的波德洛夫斯基宣布N(2)≤3,這(zhè)個曾震動一時(s白也hí)的結果,由于其中的若幹引理被(bèi)否問道定而成(chéng)疑問。關于相對(duì)位置,中國(guó)數學(x照的ué)家董金柱、葉彥謙1957年證明了(E2)不超過(guò小拿)兩(liǎng)串。1957年,中國(g訊裡uó)數學(xué)家秦元勳和蒲上吧富金具體給出了n=2的方程具有至少3個成(chén內視g)串極限環的實例。1978年,中國(guó)的史能務松齡在秦元勳、華羅庚的指導下,與王明農錯淑分别舉出至少有4個極限環的具體例子。198吃為3年,秦元勳進(jìn)一步證明文能了二次系統最多有4個極限環,并且是(1,3)長和結構,從而最終地解決了二次微分方程的解的結構問題,并為研究希爾伯特第(器我16)問題提供了新的途徑。

 

(17)半正定形式的平方和表示。

 

實系數有理函數f(x1,…,xn)對(duì)任意數組(長是x1,…,xn)都(dōu)恒大于或等于0,确定f是否都(dōu)高舞能(néng)寫成(chéng)有理函數的平方和?1927年阿廷已科理肯定地解決。

 

(18)用全等多面(miàn)體構造空間。

 

德國(guó)數學(xué)家比貝爾巴赫(Bieber答線bach)1910年,萊因哈特(Reinhart)1928年作出部分北理解決。

 

(19)正則變分問題的解是否總是解析函數?

 

德國(guó)數學(xué)家兵雨伯恩斯坦(Bernrtein,1929)和蘇聯數學(xué)家彼德羅夫現廠斯基(1939)已解決。

 

(20)研究一般邊值問題。

 

此問題進(jìn)展迅速,己成(chéng)為一個很大的錯學數學(xué)分支。日前還(hái)在繼讀發(fā)展。

 

(21)具有給定奇點和單值群的Fu紙校chs類的線性微分方程解的存在性證明。

 

此問題屬線性常微分方程的大範圍理論。希爾伯特本人于1905年、勒爾(H.Roh有花rl)于1957年分别得出重要結果。1970年法國(guó)數西窗學(xué)家德利涅(Deligne)作女體出了出色貢獻。

 

(22)用自守函數將(jiāng)解析函數北音單值化。

 

此問題涉及艱深的黎曼曲面(miàn)理論,1907年克伯(P.K日們oebe)對(duì)一個變量情形已解決而使問題的研究獲重要突多醫破。其它方面(miàn)尚未解決。

 

(23)發(fā)展變分學(xué)方法的研究。

 

這(zhè)不是一個明确的數學(xué)問題。20世紀變分法有了很頻雨大發(fā)展。

 

可見,希爾伯特提出的問題是相當艱深的。正因為艱深,才吸引有志之士去作巨大的努北又力。

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