所有的可構造數構成了一個域k∈r,並且如果a0是可構造數,那麼根號a也是可構造的。
由於o,a是事先給定的兩個點,所以1是可構造的,因此所有有理數q都是可構造的,所以k是q的一個域擴張。
因此有可構造數的判定方法如下:r∈r是可構造的,當且僅當存在一個域擴張的tor,q=k0∈k1∈……∈kn,使得r∈kn,並且相鄰的域擴張指數[ki+1,ki]≤2,因此若r∈k,則r是q的代數數,並且[q[r]:q]=2^m。
寫完這些,陳輝心中思路已經徹底明晰,然後看向了第一個需要證明的題目。
1.【因為π/3的三等分角可以作出來,當且僅當cos(π/9)=a是可構造實數,考慮把π/9實現為某個三角形的內角,它的三條邊長都是可構造的.根據三倍角公式cos3θ=4cos^3θ-3,所以有4a^3-3a=1/2,
因此a滿足多項式方程f=8x^3-6x-1=0。
根據愛森斯坦判別法可知,f是q[x]中不可約多項式,因此[q[a]:q]=32.因此不是可構造實數,所以無法透過尺規做出π/3的三等分角。】
一氣呵成!只用了十幾分鍾,陳輝便證明了第一個問題。
隨後他再看向第二道題。
有了前面的思考,後續幾個問題不過是照貓畫虎,雖然第四個問題需要進行一些更復雜的處理,但也並沒有太大難度。
張安國呆呆的站在旁邊,已經不知道該說些什麼好了。
陳輝竟然真的只靠一本抽象代數的教材,就能寫出完整的證明,這到底是什麼妖孽?這傢伙在代數和數論上的天賦,已經只能從數學課本上去找人來對比了!他現在對陳輝越來越自信起來,他相信,即便陳輝拿不到金獎,銀獎和銅獎還是很有機會的。
時間緩緩流逝,做完一道幾何證明題的梁沛軒伸了個懶腰,有些好奇的回頭看過來。
張安國那被震驚得失去表情管理的臉讓他越發好奇起來,略微低頭,看向正在奮筆疾書的陳輝筆下的草稿紙。
“?”
草稿紙上的字他倒是都認識。
“不,不對,r為什麼有重影?”
“數學公式裡還有中括號?”
“什麼是域、什麼是tor、什麼是可構造的”
梁沛軒腦海中冒出了無數的問號。
陳輝到底在寫什麼?怎麼他完全看不懂?
這,這是數學?
回頭看了眼自己剛剛做出來的幾何證明題,不知道為什麼,梁沛軒忽然感覺有些索然無味。
如果說以前他還只是覺得自己距離陳輝越來越遠,那麼現在,他感覺自己跟陳輝已經不是一個世界的人了。
陳輝輕呼一口氣,寫完最後一個符號,放下筆。
心中也有些成就感。
這種使用數學工具,尤其是想到一個絕妙的切入點,使用一種巧妙的轉換方法……最後解決一個難題的感覺,還蠻美妙的!
就這樣,幾個難住古希臘數學家一生的問題,陳輝用了半個小時的時間就全部解決了!
叮鈴鈴……
幾乎在陳輝放下筆的同一時刻,校園內催促同學們離開的鈴聲響了起來。
鈴聲將張安國從震撼中驚醒,他舔了舔有些發乾的嘴唇,嚥了口唾沫,沁潤同樣乾涸的嗓子,“接下來你可以開始學習解析幾何,瞭解一下微分幾何、黎曼幾何。”