十大著名数学难题

2024年1月22日发(作者：七年级下册金考卷数学试卷)

十大著名数学难题

1.科拉兹猜想：

科拉兹猜想又称为奇偶归一猜想，是指对于每一个正整数，如果它是奇数，则对它乘3再加1，如果它是偶数，则对它除以2，如此循环，最终都能够得到1。

2.哥德巴赫猜想：

将一个偶数用两个素数之和表示的方法，等于同一横线上，蓝线和红线的交点数。

哥德巴赫猜想是数学界中存在最久的未解问题之一。它可以表述为：任一大于2的偶数，都可表示成两个素数之和。例如，4=2+2；12=5+7；14=3+11=7+7。

也就是说，每个大于等于4的偶数都是哥德巴赫数，可表示成两个素数之和的数。

哥德巴赫猜想在提出后的很长一段时间内毫无进展，直到二十世纪20年代，数学家从组合数学与解析数论两方面分别提出了解决的思路，并在其后的半个世纪里取得了一系列突破。目前最好的结果是中国数学家陈景润在1973年发表的陈氏定理（也被称为“1+2”）。他用筛法证明了任何一个充分大的偶数都可以表示成两个素数的和或者一个素数及一个半素数（2次殆素数）的和。

3.孪生素数猜想：

这个猜想是最初发源于德国数学家希尔·伯特，他在1900年国际数学家大会上提出：存在无穷多个素数p，使得p+2是素数。其中，素数对(p, p+2)称为孪生素数。在1849年，法国数学家阿尔方·德·波利尼亚克提出了孪生素数猜想：对所有自然数k，存在无穷多个素数对(p, p+2k)。k =1的情况就是孪生素数猜想。

4.黎曼猜想：

黎曼猜想由德国数学家波恩哈德·黎曼于1859年提出。它是数学界一个重要而又著名的未解决的问题，素有“猜想界皇冠”之称，多年来它吸引了许多出色的数学家为之绞尽脑汁。

对于每个s，此函数给出一个无穷大的和，这需要一些基本演算才能求出s的最简单值。例如，如果s=2，则（s）是众所周知的级数1+1/4+1/9+1/16+…，奇怪是谁，加起来恰好是²/6。当s是一个复数（一个看起来像a+b的复数）时，使用虚数查找是很棘手的。

5.贝赫和斯维纳通-戴尔猜想：

贝赫和斯维纳通-戴尔猜想表述为：对有理数域上的任一椭圆曲线，其L函数在1的化零阶等于此曲线上有理点构成的Abel群的秩。

设E是定义在代数数域K上的椭圆曲线，E(K)是E上的有理点的集合，已经知道E(K)是有限生成交换群。记L（s,E）是E的L函数，则生成上图的贝赫和斯维纳通-戴尔猜想公式。

6.接吻数问题：

当一堆球体堆积在某个区域中时，每个球体都有一个“接吻数”，即它所接触的其他球体的数量。例如，如果您要触摸6个相邻的球体，那么您的接吻数是6。一堆球体将具有一个平均接吻数，这有助于从数学上描述情况。但是有关接吻数的问题尚未获得数学上的最终解答。

首先，要注意尺寸。尺寸在数学上有特定含义：它们是独立的坐标轴。x轴和y轴显示坐标平面的二维。

一维物体是线，二维物体是平面。对于这些较低的数字，数学家已经证明了这么多尺寸的球体的最大可能接吻数。在1维线上时为2，即一个球在您的左侧，另一个球在您的右侧。尽管直到1950年代才有3个维度的接吻数问题确切数字的证明。

7.活结死结问题：

在数学中，活结死结问题是在给定某种结的情况下在算法上识别不打结的数量。

将绳子的两端在无穷远处接起来，就形成了拓扑学意义上的纽结。如果这个纽结与一个圈在某种意义上拓扑等价，数学上称之为unknot，就意味着原来的结是活结，否则就是死结。

在过去的20年中，已经出现了几种计算机算法，它们能够解开复杂的结，但是随着结变得越来越复杂，算法花费的时间越来越长。

有数学家认为算法可以消除任何打结，而另外的人证明这是不可能的，他们认为“活结死结问题”的计算强度不可避免的加大，导致无法消除打结。

8.大基数：

如果您从未听说过大基数，请准备学习。在19世纪末，一位名叫格奥尔格·康托尔的德国数学家确定了在两个集合中的成员，其间一对一关系的重要性，定义了无限且有序的集合，并证明了实数比自然数更多。康托尔对这个定理所使用的证明方法，事实上暗示了“无限的无穷”的存在。

在集合论的数学领域中，大基数性质是有限基数的一种性质。顾名思义，具有这种性质的基数通常非常“大”，它们不能在最普遍的集合论公理化中得到证明。

最小无穷大，记为ℵ₀。那是希伯来语字母aleph；它的读数为“aleph-零”。它是一组自然数的大小，因此被写为｜ℕ|=ℵ₀。

接下来，一些常见集合大于大小ℵ₀。康托尔证明的主要示例是实数集更大，用｜ℝ|>ℵ₀表示。

9.+e？

这个问题全是关于代数实数的。定义：如果实数是某些具有整数系数的多项式的根，则实数是代数的。例如，x²-6是具有整数系数的多项式，因为1和-6是整数。x²-6=0的根是x=√6和x=-√6，这意味着√6和-√6是代数数。

所有有理数和有理数的根都是代数的。所以可能感觉“大多数”实数都是代数的，结果却恰恰相反。

实数可以追溯到古代的数学，而e是从17世纪才开始出现的。

10.是有理数吗？

这是另一个很容易写出来但很难解决的问题。是欧拉.马斯刻若尼常数，它是调和级数与自然对数的差值。

它的近似值如上。该常数最先由瑞士数学家莱昂哈德·欧拉在1735年发表定义。欧拉曾经使用C作为它的符号，并计算出了它的前6位小数。1761年他又将该值计算到了16位小数。1790年，意大利数学家洛伦佐·马斯刻若尼引入了作为这个常数的符号，并将该常数计算到小数点后32位。

目前尚不知道该常数是否为有理数，但是分析表明如果它是一个有理数，那么它的分母位数将超过10的242080方。

有理数是小数部分是有限或为无限循环的数，而不是有理数的实数遂称为无理数。

目前，已经计算到了几千亿位数，但没有人能证明它是否为有理数。普遍的预测是是非有理数的。