¿Cuáles son los argumentos más bellos en las pruebas matemáticas?

Muchos han oído hablar de la famosa paradoja del barbero:

El barbero es quien afeita a todos y solo a los que no se afeitan. La pregunta es, ¿se afeita el barbero?

Piénsalo.

Si el barbero se afeitara, entonces no se afeitaría porque solo afeita a los que no se afeitan. Si no se afeitó a sí mismo, entonces se afeita a sí mismo porque solo afeita a los que no se afeitan.

Claramente, hay algún tipo de contradicción aquí. ¿Cómo deberían los matemáticos resolver tal paradoja?

La respuesta es simple pero elegante. ¡Esto no es una paradoja, es simplemente una prueba por contradicción de que tal universo que contiene tal barbero no puede existir!

Aquí hay una prueba rigurosa que involucra la lógica matemática:

Deje que [math] \ mathbb {U} [/ math] sea el conjunto de todos los hombres de la comunidad. Este es el conjunto universal.

Deje que [math] S: \ mathbb {U} \ to \ {T, F \} [/ math] sea la función proposicional, llevando a un hombre al valor de verdad que representa si se afeita o no. También tenemos:

[math] \ forall x \ in \ mathbb {U}: B (x) \ iff x \ textbf {está afeitado por} b \ tag * {} [/ math]

Las premisas iniciales se pueden escribir en lógica formal como:

[math] \ forall x \ in \ mathbb {U}: (\ neg S (x)) \ iff B (x) \ tag * {(1)} [/ math]

[matemáticas] B (b) \ iff S (b) \ etiqueta * {(2)} [/ matemáticas]

De estos se deduce que:

[matemáticas] S (b) \ iff B (b) \ iff (\ neg S (b)) \ ​​tag * {} [/ matemáticas]

Sin embargo, se desprende de la transitividad del operador bi-condicional:

[matemáticas] \ vdash ((p \ iff q) \ wedge (q \ iff r)) \ Longrightarrow (p \ iff r) \ tag * {} [/ math]

(Básicamente, si [matemática] p [/ matemática] implica [matemática] q [/ matemática] y [matemática] q [/ matemática] implica [matemática] r [/ matemática] entonces [matemática] p [/ matemática] implica [matemática ] r [/ matemáticas].)

Tenemos:

[matemáticas] S (b) \ iff (\ neg S (b)) \ ​​tag * {} [/ matemáticas]

Esto es una contradicción, por lo que las premisas iniciales son contradictorias y no pueden sostenerse. Esto muestra que no existe un universo con estas propiedades.

Belleza en brevedad:


La conjetura de Euler de 1769 permaneció allí durante 200 años antes de que aparecieran LJ Lander y TR Parkin en 1966, y la desacreditaron en dos oraciones rápidas. Su artículo, que ahora es de acceso abierto y se puede descargar aquí, apareció en el Boletín de la American Mathematical Society .

Me encanta el siguiente argumento sobre si puedes elevar un poder irracional a uno irracional y obtener un número racional. En realidad, no le da un ejemplo de tal caso, pero demuestra que es posible.

Considere el número [math] a = \ sqrt {2} ^ \ sqrt {2}. [/ Math] Si [math] a [/ math] es racional, entonces la proposición es válida. (Tenga en cuenta que no estamos diciendo que [matemáticas] a [/ matemáticas] es racional, solo que si es racional, entonces el resultado es verdadero). Sin embargo, si [matemáticas] a [/ matemáticas] es irracional, entonces [matemáticas ] a ^ \ sqrt {2} [/ math] es un poder irracional a irracional, y satisface [math] a ^ \ sqrt {2} = \ sqrt {2} ^ 2 = 2 [/ math], que es Un número racional. Del argumento encontramos que es posible elevar un irracional a uno irracional y obtener un racional, pero no estamos seguros de si [math] a [/ math] es realmente racional o no. La proposición es válida en cualquier caso.

Tenga en cuenta que este argumento se basa en la Ley del Medio Excluido. Ley del medio excluido – Wikipedia

La prueba de Euclides de que no hay límite para el número de primos. Lo hace suponiendo lo contrario (que el número de primos es finito) y luego demuestra que siempre puedes crear otro que no esté en esa lista.

La prueba de Cantor de que los números reales son incontables utiliza uno de los argumentos más bellos del mundo: el argumento diagonal.

Y te diría hacia la pequeña obra maestra “1089 y todo eso” que demuestra desde los primeros principios que e hasta el poder de i multiplicado por pi más 1 es igual a cero.

Formar un conjunto

S = ax + por> 0, x, y∈Z.

Considere d = min (S).

Demuestre que d es mcd (a, b).

Sea d = ax1 + by1.

Paso 1: Probar ddivides aay b. Probemos por uno y confiemos en la simetría u otro.

Asumir lo contrario. Deje que no se divida a.
Deje a = qd + r.
a = q (ax1 + by1) + r
r = a (1 − qx1) + b (−qy1)

Ahora r∈S. Lo que significa r> dby nuestra suposición. Pero r

Paso 2: Probar el mayor de los divisores.

Tomemos c | a y c | b.
d = ax1 + by1
d = c (a1x1 + b1y1)
lo que significa c | d

Muchas buenas respuestas aquí.
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