Remove ads
cabang matematika alami yang menumpukan pada kajian integer Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas
Templat:Math topics TOC Teori bilangan (atau aritmetika tinggi dalam penggunaan yang lama) adalah cabang dari matematika murni yang ditujukan terutama untuk mempelajari bilangan bulat dan fungsi bernilai bilangan bulat. Matematikawan asal Jerman Carl Friedrich Gauss (1777–1855) berkata, "Matematika ialah ratu dari ilmu pengetahuan—dan teori bilangan ialah ratu dari matematika."[1][note 1] Ahli teori bilangan mempelajari bilangan prima serta sifat-sifat suatu objek matematika yang terbuat dari bilangan bulat (misalnya, bilangan rasional) atau didefinisikan sebagai generalisasi bilangan bulat (misalnya, bilangan bulat aljabar).
Artikel atau sebagian dari artikel ini mungkin diterjemahkan dari Number theory di en.wikipedia.org. Isinya masih belum akurat, karena bagian yang diterjemahkan masih perlu diperhalus dan disempurnakan. Jika Anda menguasai bahasa aslinya, harap pertimbangkan untuk menelusuri referensinya dan menyempurnakan terjemahan ini. Anda juga dapat ikut bergotong royong pada ProyekWiki Perbaikan Terjemahan. (Pesan ini dapat dihapus jika terjemahan dirasa sudah cukup tepat. Lihat pula: panduan penerjemahan artikel) |
Bilangan bulat dapat dianggap baik dalam dirinya atau sebagai solusi persamaan (geometri Diophantine). Pertanyaan dalam teori bilangan seringkali paling baik dipahami melalui studi objek analitik (misalnya, fungsi Riemann zeta) yang menyandikan sifat suatu bilangan bulat, bilangan prima, atau objek teori bilangan lainnya dengan cara tertentu (teori bilangan analitik). Beberapa juga bisa mempelajari bilangan real dalam kaitannya dengan bilangan rasional, misalnya seperti yang mendekati yang terakhir (hampiran Diophantine).
Penemuan sejarah paling awal dari suatu sifat aritmatika adalah fragmen dari tabel: pecahan lempengan tanah liat Plimpton 322 (Larsa, Mesopotamia, kira-kira tahun 1800 SM) berisi daftar "Pythagoras such that . Judul di atas kolom pertama berbunyi: "The takiltum dari diagonal yang telah dikurangi lebar..."[2][3] bahwa dari rumus yang dibangun melalui jumlah, dalam bahasa modern, identitas
yang tersirat dalam latihan Babilonia yang sangat rutin.[4] Bagaimana metode lain bisa menggunakan dengan[5] pertama kali dibuat dan kemudian disusun ulang oleh , mungkin untuk penggunaan aktual sebagai "tabel", contohnya, dengan tampilan ke aplikasi.
Tidak diketahui apa aplikasi ini, atau apakah mungkin ada; Astronomi Babilonia, contohnya, baru baru ini benar menjadi pemilik belakangan. Dengan perlu mengalihkan untuk menyarankan bahwa tabel adalah sumber contoh numerik untuk masalah sekolah.[6][note 2]
Sementara teori bilangan Babilonia atau yang bertahan dari matematika Babilonia yang dapat disebut demikian yang terdiri dari fragmen tunggal yang mencolok ini, aljabar Babilonia (dalam pengertian sekolah menengah " berkembang dengan sangat baik.[7] Sumber-sumber Neoplatonik Akhir[8] nyatakan bahwa Pythagoras belajar matematika dari Babilonia. Sumber jauh lebih awal[9] menyatakan bahwa Thales dan Pythagoras bepergian dan belajar di Mesir.
Euclid IX 21 34 sangat mungkin adalah Pythagoras;[10] itu adalah bahan yang sangat sederhana ("waktu ganjil genap", "jika bilangan ganjil mengukur [= membagi] bilangan genap, maka ia juga mengukur [= membagi] setengahnya"), tetapi hanya itu yang diperlukan untuk membuktikan nilai 2|]] adalah irasional. [11] Mistikus Pythagoras sangat mementingkan ganjil dan genap.[12] Penemuan tersebut bahwa tidak rasional dikreditkan ke Pythagoras awal (pra Theodorus).[13] Dengan mengungkapkan (dalam istilah modern) bahwa angka bisa jadi tidak rasional, penemuan ini tampaknya telah memicu krisis mendasar pertama dalam sejarah matematika; bukti atau penyebarluasannya kadang-kadang dikreditkan ke Hippasus, yang dipisahkan dari sekte Pythagoras.[14] Hal ini dapat memaksa perbedaan antara bilangan (bilangan bulat dan rasional subjek aritmatika), di satu sisi, dan panjang dan proporsi (yang akan kami identifikasi dengan bilangan real, apakah rasional atau tidak), di sisi lain.
Tradisi Pythagoras berbicara juga tentang apa yang disebut poligonal atau angka figur.[15] Sementara bilangan kuadrat, bilangan kubik, dll., Sekarang dipandang lebih alami daripada bilangan segitiga, bilangan pentagonal, dll. Studi tentang jumlah bilangan segitiga dan pentagonal terbukti bermanfaat pada awal periode modern (abad ke-17 hingga awal abad ke-19).
Kita tidak mengetahui materi aritmatika yang jelas dalam sumber Mesir kuno atau Weda, meskipun ada beberapa aljabar di keduanya. Teorema sisa Bahasa Hanzi muncul sebagai exe di Sunzi Suanjing (abad ke 3, ke 4, atau ke 5 M)[16] (Ada satu langkah penting yang ditutup-tutupi dalam solusi Sunzi:[note 3] ini adalah masalah yang kemudian dipecahkan oleh Kuṭṭaka Āryabhaṭa lihat di bawah.)
Ada juga beberapa mistisisme numerik dalam matematika Tiongkok,[note 4] tetapi, tidak seperti Pythagoras, tampaknya tidak mengarah ke mana pun. Seperti angka sempurna Pythagoras, persegi ajaib telah berubah dari takhayul menjadi rekreasi.
Selain dari beberapa fragmen, matematika Yunani Klasik diketahui oleh kita baik melalui laporan dari non-matematikawan kontemporer atau melalui karya matematika dari teori Helenistik awal.[17] Dalam kasus teori bilangan, ini berarti, pada umumnya, Plato dan Euklides, masing-masing.
Sementara matematika Asia memengaruhi pembelajaran Yunani dan Helenistik, tampaknya matematika Yunani juga merupakan tradisi pribumi.
Eusebius, PE X, bab 4 menyebutkan Pythagoras:
"Faktanya, Pythagoras tersebut, sambil sibuk mempelajari kebijaksanaan setiap bangsa, mengunjungi Babilonia, dan Mesir, dan semua Persia, atas instruksi dari orang Majus dan para pendeta: dan selain itu dia terkait telah belajar di bawah bimbingan Brahmana (ini adalah filsuf India); dan dari beberapa dia mengumpulkan astrologi, dari geometri lain, dan aritmatika dan musik dari yang lain, dan hal-hal yang berbeda dari negara yang berbeda, dan hanya dari orang-orang bijak Yunani dia tidak mendapatkan apa-apa, menikah seperti mereka dalam kemiskinan dan kelangkaan kebijaksanaan: jadi sebaliknya dia sendiri menjadi penulis instruksi kepada orang-orang Yunani dalam pembelajaran yang dia peroleh dari luar negeri."[18]
Aristoteles menyatakan bahwa filosofi Plato mengikuti ajaran Pythagoras,[19] dan Cicero mengulangi klaim ini: Platonem ferunt didicisse Pythagorea omnia ("Mereka mengatakan Plato mempelajari semua hal Pythagoras").[20]
Plato memiliki minat yang besar pada matematika, dan dengan jelas membedakan antara aritmatika dan perhitungan. (Dengan aritmatika yang dia maksud, sebagian, berteori tentang angka, daripada apa aritmatika.) Melalui salah satu dialog Plato — yaitu, Theaetetus kita tahu bahwa Theodorus telah membuktikan bahwa tidak rasional. Theaetetus adalah, seperti Plato, murid Theodorus; dia bekerja pada membedakan berbagai jenis tidak dapat dibandingkan, dan dengan demikian bisa dibilang pelopor dalam studi sistem bilangan. (Buku X Elemen Euklides dijelaskan oleh Pappus sebagian besar didasarkan pada karya Theaetetus.)
Euklides mengabdikan bagian dari Elemen nya untuk bilangan prima dan dapat dibagi, topik yang jelas termasuk dalam teori bilangan dan merupakan dasar untuk itu (Buku VII sampai IX Elemen Euclid). Secara khusus, dia memberikan algoritma untuk menghitung pembagi persekutuan terbesar dari dua angka (Algoritma Euklides; Elemen, Prop. VII.2) dan bukti pertama yang diketahui dari tak terhingga.
Sangat sedikit yang diketahui tentang Diophantus dari Alexandria; dia mungkin hidup pada abad ketiga M, yaitu sekitar lima ratus tahun setelah Euclid. Enam dari tiga belas buku Diophantus Aritmatika yunani; empat buku lagi bertahan dalam terjemahan bahasa Arab. The Arithmetica adalah kumpulan masalah yang diselesaikan di mana tugasnya selalu untuk menemukan solusi rasional untuk sistem persamaan polinomial dari atau . Jadi, saat ini, kita berbicara tentang persamaan Diophantine ketika kita berbicara tentang persamaan polinomial di mana solusi rasional atau bilangan bulat harus ditemukan.
Sementara astronomi Yunani mungkin memengaruhi pembelajaran India, hingga memperkenalkan trigonometri,[21] tampaknya matematika India merupakan tradisi pribumi;[22] khususnya, tidak ada bukti bahwa Euclid's Elements mencapai India sebelum abad ke-18.[23]
Āryabhaṭa (476–550 M) menunjukkan bahwa pasangan kongruensi simultan , bisa diselesaikan dengan metode yang dia panggil kuṭṭaka, atau pulveriser;[24] ini adalah prosedur yang dekat dengan (generalisasi dari) Algoritma Euklides, yang mungkin ditemukan secara independen di India.[25] Āryabhaṭa tampaknya ada dalam pikiran aplikasi untuk perhitungan astronomi.[21]
Brahmagupta (628 M) memulai studi sistematis persamaan kuadrat tak tentu khususnya, Persamaan Pell, di mana Archimedes mungkin pertama kali tertarik, dan yang tidak mulai diselesaikan di Barat sampai masa Fermat dan Euler. Kemudian penulis Sansekerta akan mengikuti, menggunakan terminologi teknis Brahmagupta. Sebuah prosedur umum (chakravala, atau "metode siklik") untuk menyelesaikan persamaan Pell akhirnya ditemukan oleh Jayadeva (dikutip pada abad kesebelas; pekerjaannya akan hilang); eksposisi paling awal yang masih hidup muncul di Bīja-gaṇita (abad kedua belas) Bhāskara II.[26]
Matematika India sebagian besar tetap tidak dikenal di Eropa sampai akhir abad kedelapan belas;[27] Karya Brahmagupta dan Bhāskara diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris pada tahun 1817 oleh Henry Colebrooke.[28]
Pada awal abad kesembilan, khalifah Al-Ma'mun memerintahkan terjemahan banyak karya matematika Yunani dan setidaknya satu karya Sansekerta (Sindhind,
yang mungkin [29] atau mungkin tidak[30] jadilah Brahmagupta Brāhmasphuṭasiddhānta).
Karya utama Diophantus, Arithmetica, diterjemahkan ke dalam bahasa Arab oleh Qusta ibn Luqa (820–912).
Bagian dari risalah al-Fakhri (oleh al-Karajī, 953 - ca. 1029) dibangun di atasnya sampai batas tertentu. Menurut Rashed Roshdi, Al-Karajī sezaman Ibn al-Haytham mengetahui[31] apa yang kemudian akan disebut Teorema Wilson.
Selain risalah tentang kotak dalam perkembangan aritmatika oleh Fibonacci - yang melakukan perjalanan dan belajar di Afrika utara dan Konstantinopel — tidak ada teori bilangan yang bisa dibicarakan dilakukan di Eropa barat. Hal-hal mulai berubah di Eropa pada akhir Renaisans, berkat studi baru tentang karya-karya kuno Yunani. Katalis adalah perbaikan tekstual dan terjemahan ke dalam bahasa Latin Diophantus' Arithmetica.[32]
Pierre de Fermat (1607–1665) tidak pernah menerbitkan tulisannya; Secara khusus, karyanya tentang teori bilangan terkandung hampir seluruhnya dalam surat-surat untuk matematikawan dan catatan pinggir pribadi.[33] Dalam catatan dan suratnya, dia jarang menulis bukti, bahwa dia tidak punya model di daerah itu.[34]
Selama hidupnya, Fermat memberikan kontribusi berikut di lapangan:
Ketertarikan Leonhard Euler (1707–1783) pada teori bilangan pertama kali didorong pada tahun 1729, ketika seorang temannya, seorang amatir[note 7] Goldbach, mengarahkannya ke beberapa karya Fermat tentang masalah ini.[45][46] Ini disebut "kelahiran kembali" dari teori bilangan modern,[47] setelah Fermat relatif kurang sukses dalam menarik perhatian orang-orang sezamannya untuk subjek tersebut.[48] Karya Euler tentang teori bilangan meliputi yang berikut ini:[49]
Joseph-Louis Lagrange (1736–1813) adalah orang pertama yang memberikan bukti penuh dari beberapa karya dan pengamatan Fermat dan Euler contohnya, teorema empat persegi dan teori dasar dari "persamaan Pell" yang salah nama (yang solusi algoritmiknya ditemukan oleh Fermat dan orang-orang sezamannya, dan juga oleh Jayadeva dan Bhaskara II sebelum mereka.) Dia juga mempelajari bentuk kuadrat secara umum penuh (sebagai lawan ) mendefinisikan relasi ekivalennya, menunjukkan bagaimana meletakkannya dalam bentuk tereduksi, dll.
Adrien-Marie Legendre (1752–1833) adalah orang pertama yang menyatakan hukum timbal balik kuadrat. Dia juga menebak berapa jumlah teorema bilangan prima dan teorema Dirichlet tentang perkembangan aritmatika. Dia memberikan perlakuan penuh persamaan [60] dan mengerjakan bentuk-bentuk kuadrat di sepanjang garis yang kemudian dikembangkan sepenuhnya oleh Gauss.[61] Di usia tuanya, dia adalah orang pertama yang membuktikan "teorema terakhir Fermat" (menyelesaikan pekerjaan oleh Peter Gustav Lejeune Dirichlet, dan memuji dia dan Sophie Germain).[62]
Mulai awal abad kesembilan belas, perkembangan berikut secara bertahap terjadi:
Teori bilangan aljabar dapat dikatakan dimulai dengan studi timbal balik dan siklotomi, tetapi benar-benar muncul dengan perkembangan aljabar abstrak dan cita-cita awal; Lihat di bawah. Titik awal konvensional untuk teori bilangan analitik adalah Teorema Dirichlet tentang progresi aritmatika (1837),[64] [65] yang buktinya memperkenalkan L-functions dan melibatkan beberapa analisis asimtotik dan proses pembatas pada variabel nyata.
Istilah elemen dasar biasanya menampakkan metode yang bukan menggunakan analisis kompleks. Misalnya, teorema bilangan prima pertama kali dibuktikan menggunakan analisis kompleks pada tahun 1896, tetapi bukti dasar baru ditemukan pada tahun 1949 oleh Erdős dan Selberg.[66] Istilah ini sedikit ambigu: misal, bukti berdasarkan teorema Tauberian kompleks (misalnya, Wiener–Ikehara) merupakan pencerahan yang tidak cukup mendasar meskipun menggunakan analisis Fourier, dibandingkan analisis kompleks seperti itu. Ini seperti penempatan berbeda, bukti "dasar" mungkin lebih panjang dan lebih sulit bagi sebagian besar pembaca dibanding bukti non-dasar.
Teori bilangan memiliki reputasi sebagai bidang yang banyak hasilnya pula bisa dinyatakan kepada orang awam. Pada saat yang sama, bukti dari hasil ini tidak dapat diakses secara khusus, sebagian karena jangkauan alat yang mereka gunakan, jika ada maka sangat luas dalam matematika.[67]
Teori bilangan analitik bisa didefinisikan:
Beberapa subjek umumnya menganggap sebagai bagian dari teori bilangan analitik, misalnya, teori tapis,[note 8] lebih baik dicakup oleh definisi kedua dibanding definisi pertama: beberapa teori tapis, misalnya, menggunakan sedikit analisis,[note 9] namun itu dimiliki teori bilangan analitik.
Berikut ini adalah contoh soal dalam teori bilangan analitik: teorema bilangan prima, konjektur Goldbach (atau konjektur bilangan prima kembar, atau konjektur Hardy–Littlewood), masalah Waring dan hipotesis Riemann. Beberapa alat paling penting dari teori bilangan analitik adalah metode lingkaran, metode tapis dan fungsi-L (atau lebih tepatnya, mempelajari beberapa sifatnya). Teori bentuk modular (dan, secara umum, bentuk automorfik) juga menempati bagian yang semakin sentral dalam kotak peralatan teori bilangan analitik.[69]
Beberapa dapat mengajukan pertanyaan analitik tentang bilangan aljabar, dan menggunakan sarana analitik untuk menjawab pertanyaan semacam itu; dengan demikian teori bilangan aljabar dan analitik irisan. Misalnya, seseorang bisa mendefinisikan ideal prima (generalisasi dari bilangan prima pada medan bilangan aljabar) dan menanyakan berapa banyak ideal prima yang ada hingga ukuran tertentu. Pertanyaan ini bisa dijawab melalui pemeriksaan fungsi zeta Dedekind, yang merupakan generalisasi dari fungsi Riemann zeta, objek analitik kunci pada akar subjek.[70] Ini adalah contoh prosedur umum dalam teori bilangan analitik: mendapatkan informasi tentang distribusi urutan (ideal prima atau bilangan prima) dari perilaku analitik dari fungsi bernilai kompleks yang dibangun dengan tepat.[71]
[...] pertanyaan "bagaimana tablet dapat dihitung?" tidak harus memiliki jawaban yang sama dengan pertanyaan "masalah apa yang diatur oleh tablet? "Yang pertama dapat dijawab dengan sangat memuaskan oleh pasangan timbal balik, seperti yang disarankan pertama setengah abad yang lalu, dan yang kedua dengan semacam masalah segitiga siku-siku (Robson 2001, hlm. 202).Robson mempermasalahkan gagasan bahwa juru tulis yang menghasilkan Plimpton 322 (yang harus "bekerja untuk mencari nafkah", dan tidak akan menjadi bagian dari "kelas menengah yang santai") bisa saja dimotivasi oleh "keingintahuan yang menganggur" sendiri karena tidak adanya "pasar untuk matematika baru".(Robson 2001, hlm. 199–200)
[26] Sekarang ada sejumlah hal yang tidak diketahui. Kalau dihitung tiga, ada sisa 2; jika kita hitung dengan lima, ada sisa 3; Jika dihitung dengan tujuh, ada sisa 2. temukan sejumlah hal. Jawab : 2;.
Metode: Kalau kita hitung kelipatan tiga dan ada yang tersisa 2, taruh 140. Kalau kita hitung kelima dan ada sisa 3, turunkan 63. Kalau kita hitung kelipatan tujuh dan ada sisa 2, letakkan 30. Kalau kita hitung tiga dan ada yang tersisa 1, tuliskan 70. Jika kita hitung lima dan ada sisa 1, tulis 21. Bila kita hitung dengan tujuh dan ada sisa 1, turunkan 15. Jika [sebuah angka] melebihi 106, hasilnya diperoleh dengan mengurangkan 105.
[36] Sekarang ada seorang ibu hamil berusia 29 tahun. Jika masa kehamilan 9 bulan, tentukan jenis kelamin bayi yang dikandungnya.. Menjawab: Male.Hal ini adalah masalah terakhir dalam risalah Sunzi yang sebenarnya tidak berbelit-belit.
Metode: Letakkan 49, tambahkan masa gestasi dan kurangi usianya. Dari sisanya ambil 1 mewakili langit, 2 bumi, 3 manusia, 4 empat musim, 5 lima fase, 6 enam pipa pitch, 7 tujuh bintang [Biduk], 8 delapan angin, dan 9 sembilan divisi [Tiongkok di bawah Yu Agung]. Jika sisanya ganjil, [jenis kelamin] adalah laki-laki dan jika sisanya genap, [jenis kelamin] adalah perempuan.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.