証明のヒント

前回は、有限個の素数の最大のもの p(n) に注目して、 p(n) 以下の全ての整数の積に1を加えた

r = (p(n)) x (p(n)-1) x (p(n)-2) x・・・x (2) x (1) + 1

を考えました。これが p(n) 以下の正の整数では割り切れないことを見ました。次に、どんな正の整数でも割り切れないことを示すためには p(n)+1, p(n)+2,..., r-1 のどれでも割り切れないことを示せば十分です。この部分の証明に再び背理法を用います。つまり、

p(n) < s < r

なる整数 s で r を割り切るものがあったと仮定します。そのような整数はあっても r - p(n) - 1 個以下ですから、有限個です。ですから、そのような整数の中には最小のものが存在します。それを t としましょう。さて、この t についてどんなことが言えるでしょうか。続きは年が明けてから。では、よいお正月を。

素数が無限個あることの証明

昨日、林君が話してくれた「素数が無限個あることの証明」でちょっと問題になったことについて補足します。まずは、その背理法に基づいた証明を思い出しましょう。結論を否定して「素数が有限個である」と仮定します。有限個の素数に小さい順に番号を付けて

p(1)=2, p(2)=3, p(3)=5,..., p(n-1), p(n)

とします。林君の話では

q = p(1) x p(2) x p(3) x・・・x p(n-1) x p(n) + 1

として、q が p(1), p(2), p(3), p(n-1), p(n) のどれよりも大きいこと、さらに p(1), p(2), p(3), p(n-1), p(n) のどれでも割り切れないことを示していました。最後の事実より q は素数であると結論づけていたのですが、この部分に小さな飛躍があると指摘しました。なぜなら、素数とは1と自分自身以外のどんな整数によっても割り切れない整数であって、自分自身以外の素数で割り切れない整数ではないからです。
そこで、q を少し変更して次の r を考えましょう。

r = (p(n)) x (p(n)-1) x (p(n)-2) x・・・x (2) x (1) + 1

つまり p(n) 以下の全ての整数の積に1を加えたものです。明らかに r は p(n) より大きい整数で、それに、2, 3, 4, ..., p(n)-1, p(n) のいずれでも割り切れません。でも、この数 r はずいぶん大きいので、ひょっとして p(n) よりも大きな整数で割り切れるのではないでしょうか・・・? あとは自分で。

from Maiko: AKA and Trichotomy

私の担当した部分に出てきた2つの単語AKATrichotomy"についての麻依子さんからの説明です。

After attending these classes, I realized again that actually listening to the presentations really helps to understand how proofs work- especially when the book is divided into very small sections. Like always, there were a few words
which came up that I’ve never heard of. The first one was “AKA” which is an abbreviation for “As known as”. I think it’s a convenient abbreviation and is used for people’s names as well. Another was “Trichotomy Property” which is one of the properties for inequalities. The property is “For any two real numbers a and b, exactly one of the following is true: a< b, a = b, a > b.” , made up by three elements and hence gets the name “Trichotomy”

Maiko Ishikawa

分担の決定

今日は私が宮崎さんの代理でした。今年はこれで終わりです。楽しいクリスマスと穏やかな新年を。

Basic Technique to Prove If/Then Statements 9
....................平木 通紘+ 寺門 亮
Direct proof 12 .................... 鈴木 哲也+竹原 令依子
Related Statements 19 .................... 崔 誠賢+橋本 亮太郎
Proof by Contrapositive 22 .................... 山本 芳嗣+林 利充

*** ここまで終了 ***

How to Construct the Negation of a Statement 25 .................... 矢吹 剣一+三富 樹郷+クーシーイー+ 板谷 悠人
"If and Only If" or "Equivalence Theorems" 35
.................... 嶋田 章+後藤 満+佐藤 優作+宮崎 未来
Use of Counterexamples 45
.................... 山田 太一+岩水 隼人.
Mathematical Induction 48 .................... 萩原 大輔+平山 裕一郎松田 紘治宗田 真悠
Existence Theorems 58 ...................矢満田 理一郎+水谷 亮介
Uniqueness Theorems 61 .................... 大嶋 美穂+萩原 夕貴+斉藤 岳
Equality of Sets 68
.................... 岩渕 佑一朗+藤田 恵子+鮏川 矩義+ 塚越 崇
Equality of Numbers 78
....................
Composite Statements 81
....................
Limits 91
....................

さらに分担の変更

宮崎さんが肺炎で休みますので、塚越君と入れ替えました。塚越君、大丈夫かなあ。
次回の授業の時に確定しましょう。


Basic Technique to Prove If/Then Statements 9
.................... 寺門 亮+平木 通紘
Direct proof 12 .................... 竹原 令依子+鈴木 哲也

*** ここまで終了 ***

Related Statements 19 .................... 橋本 亮太郎+崔 誠賢
Proof by Contrapositive 22 .................... 林 利充+ 塚越 崇
How to Construct the Negation of a Statement 25
.................... 矢吹 剣一+三富 樹郷+クーシーイー+ 板谷 悠人
"If and Only If" or "Equivalence Theorems" 35
.................... 嶋田 章+後藤 満+佐藤 優作+宮崎 未来
Use of Counterexamples 45
.................... 山田 太一+岩水 隼人.
Mathematical Induction 48 .................... 萩原 大輔+平山 裕一郎松田 紘治宗田 真悠
Existence Theorems 58 ...................矢満田 理一郎+水谷 亮介
Uniqueness Theorems 61 .................... 大嶋 美穂+萩原 夕貴+斉藤 岳
Equality of Sets 68
.................... 岩渕 佑一朗+藤田 恵子+鮏川 矩義
Equality of Numbers 78
....................
Composite Statements 81
....................
Limits 91
....................

分担の変更案

今の分担では最後まで回らない可能性が大きいと思いますので、ページ数の多い所に後ろの人を回すように分担を変更してみました。赤く書いたのが変更された人です。次回の授業の時に確定しましょう。

Basic Technique to Prove If/Then Statements 9
.................... 寺門 亮+平木 通紘
Direct proof 12 .................... 竹原 令依子+鈴木 哲也

*** ここまで終了 ***

Related Statements 19 .................... 橋本 亮太郎+崔 誠賢
Proof by Contrapositive 22 .................... 宮崎 未来+林 利充
How to Construct the Negation of a Statement 25
.................... 矢吹 剣一+三富 樹郷+クーシーイー+ 板谷 悠人
"If and Only If" or "Equivalence Theorems" 35
.................... 嶋田 章+後藤 満+佐藤 優作+ 塚越 崇
Use of Counterexamples 45
.................... 山田 太一+岩水 隼人.
Mathematical Induction 48 .................... 萩原 大輔+平山 裕一郎松田 紘治宗田 真悠
Existence Theorems 58 ...................矢満田 理一郎+水谷 亮介
Uniqueness Theorems 61 .................... 大嶋 美穂+萩原 夕貴+斉藤 岳
Equality of Sets 68
.................... 岩渕 佑一朗+藤田 恵子+鮏川 矩義
Equality of Numbers 78
....................
Composite Statements 81
....................
Limits 91
....................

山本屋本店のみそ煮込みうどん

これが、山本屋本店のみそ煮込みうどんですが、ずいぶんと高級化していて、黒毛和牛入りや名古屋コーチン入りは2千円を超えています。卵だけのものが1260円でした。

nikomi

さらに2人が追加

今日の鈴木君も竹原さんも立派でした。ありがとう。さらに2人が参加します。担当ページ数の多い所に追加しましたので、分担を相談しておいてください。来週は 橋本+崔+宮崎+林 の番です。
私は明日の土曜日と日曜日は研究会「都市のオペレーションズリサーチ2006」に参加するため、名古屋の南山大学に行って来ます。みそ煮込みうどんか、きしめんか、ひつまぶし(「ひまつぶし」ではありません)を食べられたらいいなと思っています。

Basic Technique to Prove If/Then Statements 9 .................... 寺門 亮+平木 通紘
Direct proof 12 .................... 竹原 令依子+鈴木 哲也

*** ここまで終了 ***

Related Statements 19 .................... 橋本 亮太郎+崔 誠賢
Proof by Contrapositive 22 .................... 宮崎 未来+林 利充
How to Construct the Negation of a Statement 25
.................... 矢吹 剣一+三富 樹郷+クーシーイー
"If and Only If" or "Equivalence Theorems" 35
.................... 嶋田 章+後藤 満+佐藤 優作
Use of Counterexamples 45
.................... 山田 太一+岩水 隼人
Mathematical Induction 48 .................... 萩原 大輔+平山 裕一郎
Existence Theorems 58 .................... 板谷 悠人+矢満田 理一郎
Uniqueness Theorems 61 .................... 塚越 崇+宗田 真悠
Equality of Sets 68
.................... 大嶋 美穂+萩原 夕貴
Equality of Numbers 78
.................... 水谷 亮介+鮭川 矩義
Composite Statements 81
.................... 岩渕 佑一朗+藤田 恵子
Limits 91
.................... 斉藤 岳+松田 紘治

mod 10 clock

mod10clock

さらに5人が参加

新しく参加した5を追加した分担と平木君の名字が間違っていたのを訂正しました。今日の平木君と寺門君の発表は素晴らしかったですね。いやはや、本当に嬉しいですね。次回は、

竹原 令依子+鈴木 哲也+橋本 亮太郎+崔 誠賢

です。
今回から参加してくれたのは社会工学類経営工学主専攻4年生の石川麻衣子さんです。小学校はアメリカ、その後イギリスとベルギーで中高と過ごしたそうですから、英語で分からないことは彼女に聞きましょう。
レジメをコピーしたい人はあらかじめ私まで連絡してください。

Basic Technique to Prove If/Then Statements 9 .................... 寺門 亮+平木 通紘

*** ここまで終了 ***

Direct proof 12 .................... 竹原 令依子+鈴木 哲也
Related Statements 19 .................... 橋本 亮太郎+崔 誠賢
Proof by Contrapositive 22 .................... 宮崎 未来+林 利充
How to Construct the Negation of a Statement 25
.................... 矢吹 剣一+三富 樹郷
"If and Only If" or "Equivalence Theorems" 35
.................... 嶋田 章+後藤 満
Use of Counterexamples 45
.................... 山田 太一+岩水 隼人
Mathematical Induction 48 .................... 萩原 大輔+平山 裕一郎
Existence Theorems 58 .................... 板谷 悠人+矢満田 理一郎
Uniqueness Theorems 61 .................... 塚越 崇+宗田 真悠
Equality of Sets 68
.................... 大嶋 美穂+萩原 夕貴
Equality of Numbers 78
.................... 水谷 亮介+鮭川 矩義
Composite Statements 81
.................... 岩渕 佑一朗+藤田 恵子
Limits 91
.................... 斉藤 岳+松田 紘治

23人もの学生が

先週の月曜日の夜、出かけていた大阪で、風邪でダウン。激しい下痢と吐き気で一睡もできずに、火曜日はポカリ500ccだけで龍ケ崎の自宅までたどり着きました。水、木の2日間寝て、金曜日の How to be logical に出てきましたが、声が出ません。でも、予想を上回る学生諸君が来ていて、元気を出しました。さて、今週から始まります。初回の寺門君、平木君、竹原さん、鈴木君よろしく。これから、このページで進行状況を報告しますので、時々覗いてください。

分担

Basic Technique to Prove If/Then Statements 9 .................... 寺門 亮+平林 通紘
Direct proof 12
.................... 竹原 令依子+鈴木 哲也
Related Statements 19 .................... 橋本 亮太郎+崔 誠賢
Proof by Contrapositive 22
.................... 宮崎 未来+林 利充
How to Construct the Negation of a Statement 25
.................... 矢吹 剣一
"If and Only If" or "Equivalence Theorems" 35
.................... 嶋田 章+後藤 満
Use of Counterexamples 45
.................... 山田 太一+岩水 隼人
Mathematical Induction 48 .................... 萩原 大輔
Existence Theorems 58 .................... 板谷 悠人+矢満田 理一郎
Uniqueness Theorems 61 .................... 塚越 崇
Equality of Sets 68
.................... 大嶋 美穂+萩原 夕貴
Equality of Numbers 78
.................... 水谷 亮介+鮭川 矩義
Composite Statements 81
.................... 岩渕 佑一朗
Limits 91
.................... 斉藤 岳

予定

Outline : Learn how and why proofs of mathematical statements work.
Schedule : period 6 on Friday, 3rd term : 01 Dec. - 23 Feb.
01 December : If/then statements
08 December : Direct proof
15 December : Proof by contrapositive
22 December : Negation of a statement
12 January : If and only if
19 January : Counterexamples
26 January : Mathematical induction
02 February : Existence theorem
09 February : Uniqueness
16 February : Equality of sets
23 February : etc
Room : 3A212
Text : Antonella Cupillari, The Nuts and Bolts of Proofs, 3rd edition, Elsevier Academic Press, Amsterdam, 2005.
Evaluation : presentation