¿Cuáles son algunos teoremas matemáticos elegantes?

Nosotros (tal vez solo yo) generalmente dividimos los teoremas elegantes en 2 categorías (no necesariamente distintas):

Los que son elegantes en sus pruebas:

Esto es bastante difícil de calificar, pero para mí esto significa al menos uno de los siguientes:

  1. Muy sutil
  2. Explota una noción inteligente o sorprendente
  3. Generaliza fácilmente

Algunos ejemplos de pruebas que creo que son elegantes son:

  • Euclides prueba que hay infinitos primos
  • Teorema de Cauchy (teoría de grupos) – Wikipedia
  • Muchas de las pruebas del teorema fundamental del álgebra: 2 puntos destacados son uno basado en grupos fundamentales y otro basado en el teorema de Liouville

También hay teoremas que son elegantes en el resultado :

Nuevamente, esto es muy difícil de definir, pero sugeriría que requiere que el resultado sea:

  • Inesperado
  • Interesante
  • Basado en una idea sutil

Algunos ejemplos de teoremas que considero elegantes:

  • Teorema de Cayley Hamilton
  • Teorema Egregium de Gauss
  • Jordan Curve Lemma (de alguna manera porque es obviamente cierto, pero es muy difícil explicar por qué intuitivamente)
  • Teorema de Bezout’a