从希尔伯特的第13问题谈起1)
2021-01-06林永静
力学与实践 2020年6期
林永静
(温州职业技术学院建筑工程系,浙江温州325035)
1900年,德国数学家希尔伯特在第二届世界数学家大会上提出了著名的23个问题,这23个问题是数学家的梦想,许多数学家用一生试图攻克其中的一个或几个问题。这些问题,一些已经得到圆满解决,一些得到部分解决,也有一些尚未解决。为了解决希尔伯特问题,数学家发展出很多新的数学分支,可以说希尔伯特问题引领着20世纪现代数学发展的主流,很少有科学问题在科学发展历史上起着如此重要的作用。
本文介绍的是希尔伯特第13问(一般七次代数方程以二变量连续函数之组合求解的不可能性):七次方程x7+ax3+bx2+cx+1=0的根依赖于3个参数a,b,c,x=x(a,b,c),这个三元函数可否用二元函数表示出来?同理,图1所示的三维物体上的应力是一个三元函数,可否用二元函数表示出来?
1 第13问的发展历史
在希尔伯特第13问提出之后,俄罗斯数学家柯尔莫果洛夫(Andrey Nikolaevich Kolmogorov)作出了重要贡献,部分证明了该问题:任意一个多元函数可以用有限个三元函数表达出来。1957年,他的弟子、数学家阿诺尔德(Arnold)在连续函数的情形下证明了该问题:在连续函数的情形下,任意一个多元函数可以用有限个二元函数表达出来。1964年,维土斯金(Vituskin)推广到连续可微情形。该问题对解析函数情形则未解决。
严格的数学表述[1-2]是:定义在n(n≥2)维立方域[0,1]n上任意一个连续n元函数f(x1,x2,···,xn),可以用连续的一元函数φpq和gq表示为

令人遗憾的是,所有的数学证明都是存在性的证明,而不是构造性的证明。……
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