当年阿贝尔是用什么公式证明5次方程没有通解的

当年阿贝尔是用什么公式证明5次方程没有通解的
当年阿贝尔是用什么公式证明5次方程没有通解的

当年阿贝尔是用什么公式证明5次方程没有通解的
1824年,阿贝尔证明了五次或五次以上的代数方程没有一般的用根式求解的公式．该证明写进了“论代数方所谓方程有根式解(代数可解),就是这个方程的解可由该方程的系数经过有限次加减乘除以及开整数次方等运算表示出来．关于代数方程的求解,从16世纪前半叶起,已成为代数学的首要问题,一般的三次和四次方程解法被意大利的几位数学家解决．在以后的几百年里,代数学家们主要致力于求解五次乃至更高次数的方程,但是一直没有成功．对于方程论,拉格朗日比较系统地研究了方程根的性质(1770),正确指出方程根的排列与置换理论是解代数方程的关键所在,从而实现了代数思维方式的转变．尽管拉格朗日没能彻底解决高次方程的求解问题,但是他的思维方法却给后人以启示．P．鲁菲尼(Ruffini)于1799年首次证明了高于四次的一般方程的不可解性,但其“证明”存有缺陷．两年以后,高斯解决了分圆方程的可解性理论问题．拉格朗日和高斯的工作是阿贝尔研究工作的出发点．中学时,他就读过拉格朗日关于方程论的著作；大学一年级开始全面研究高斯的《算术研究》(Disquis-tiones arithmeticae)．后来,他又了解了柯西关于置换理论方面的成果．然而,他当时并不晓得鲁菲尼的工作．阿贝尔就是在这种背景下思考代数方程可解性理论问题的．
1824年,阿贝尔首次作出了一般的五次方程用根式不可解的正确证明．更详细的证明,于1826年发表在克雷尔杂志第一期上．题目为“高于四次的一般方程的代数解法不可能性的证明”．在这篇论文中,阿贝尔讨论并修正了鲁菲尼论证中的缺陷．鲁菲尼的“证明”缺乏域的概念,所以不可能在由已知方程的系数所确定的基础域及域的扩张下进行工作．另外,鲁菲尼“证明”中还用到了一个未加证明的关键性命题,后称阿贝尔定理．该定理说,如果一个代数方程能用根式求解,则出现在根的表达式中的每个根式,一定可以表成方程诸根及某些单位根的有理函数．阿贝尔就是应用这个定理证明高于四次的一般方程不能有根式解的．
上面所说的阿贝尔定理,也就是“置换群”的思想.
他在进一步思考哪些方程（比如x^n-1=0)才可用根式解的问题的时候,阿贝尔证明了下述定理：对于一个任意次的方程,如果方程所有的根都可用其中的一个根有理地表出(我们用x表示),并且任意两个根Q(x)与Q1(x)(这里Q,Q1均为有理函数),满足关系QQ1(x)=Q1Q(x),那么所考虑的方程总是代数可解的．或者说,根xi=Q1(Xi),Q2(Xi),…,Qn(Xi)是根x1,x2,…,xn的一个置换．方程根进行这样置换的个数是n．阿贝尔考虑并证明了这些置换的性质,这就是“置换群”.
阿贝尔遗作中有一篇值得深入研究的未完成的手稿,即“关于函数的代数解法”(Sur la résolution algébrique des fonctions,1839)．文中叙述了方程论的发展状况,重新讨论了特殊方程可解性的问题,为后来E·伽罗瓦(Galois)遗作的出版开辟了道路．在前言部分,阿贝尔暗示出一种重要的思维方法,他认为解方程之前,应首先证明其解的存在性,这样可使整个过程避免“计算的复杂性”．在代数方程可解性理论研究中,他还提出了一个研究纲领,就是在他的工作中需要解决两类问题：一是构造任意次数的代数可解的方程；二是判定已知方程是否可用根式求解．他试图全部刻画可用根式求解的方程的特性．但因早逝而没能完成这个工作,他只解决了第一类问题．几年后,伽罗瓦接过他的工作,用群的方法彻底解决了代数方程的可解性理论问题,从而建立了现在所谓的伽罗瓦理论．
关于伽罗瓦的群结构思想,我发了个邮件给你.有兴趣可以去看看.