Serie Mathematik (Teil V)
Die ABC-Vermutung
Formuliert wurde sie 1985 von dem Franzosen Joseph Oesterlé, Professor an der Université Paris VI, und dem Briten David Masser, Professor an der Universität Basel. Wenn sie zutrifft, dann hätte man eine Alternative zu dem Beweis, den Andrew Wiles und Richard Taylor für die fermatsche Vermutung geliefert haben (Spektrum der Wissenschaft 1/1998, S. 96). Und nicht nur das: Ganze Klassen von Problemen, die sich auf Gleichungen unter ganzen Zahlen beziehen, wären gleich miterledigt.
Ein Zugang zur ABC-Vermutung verläuft über ein beliebtes Prinzip der Zahlentheorie: Man tut so, als seien die Eigenschaften der natürlichen Zahlen, insbesondere ihre Zusammensetzung aus Primfaktoren, vom Zufall bestimmt. In erstaunlich vielen Aspekten verhalten sich die Zahlen so, als träfe diese – falsche – Unterstellung zu. So folgt die Verteilung der Primzahlen, als wäre sie zufällig, mit großer Genauigkeit dem gaußschen Primzahlsatz und mit noch größerer Genauigkeit dessen Verfeinerungen (Spektrum der Wissenschaft 9/2008, S. 86).


Gerhard Frey ist Professor am
Institut für experimentelle Mathematik
der Universität Duisburg-Essen,
Campus Essen. Er forscht auf
dem Gebiet der Arithmetischen
Geometrie und deren Anwendungen
auf dem Gebiet der Datensicherheit.
Er fand eine Verbindung zwischen
Lösungen von Gleichungen vom
Fermat-Typ und elliptischen Kurven
mitsamt den zugehörigen Modulformen.
Damit und mit weiteren
Ergebnissen konnte die fermatsche
Vermutung auf die Vermutung von
Taniyama für elliptische Kurven
zurückgeführt werden; die wiederum
hat Andrew Wiles für die
benötigten Spezialfälle bewiesen.
abrufen





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1. Fermat-Vermutung aus ABC-Vermutung
28.01.2009, Klaus Lange, Mahlow2. Eine Ergänzung zum "perfekten Kleid"
01.03.2009, Dr. Traugott Schulmeiss, JenaDie starke ABC-Vermutung besagt, daß für jede noch so nahe bei 1 liegende Schranke s > 1 nur endlich viele ABC-Tripel einen Kappa-Wert > s besitzen.
Quotienten die Differenz, den "Exzess"
e(abc) = log(c) - log(rad(abc)).
Im Artikel wurde gezeigt, dass wir beliebig große Werte für e antreffen können, wenn wir immer größere Zahlen untersuchen. Die Spitzenwerte wachsen mindestens wie log(log(rad(abc)))/2, das ist extrem langsam. Aus tieferliegenden Untersuchungen ergibt sich, daß man den erreichbaren Exzess im Vergleich zur Größe von sqrt(log(rad(abc))) analysieren sollte.
Werfen wir einen Blick auf die folgenden bekannten, sehr aufwendig aufgespürten Supertripel:
a = 19*1307 = 24833
b = 7 * 29^2 * 31^8 = 5020969537415167
c = 2^8 * 3^22 * 5^4 = 5020969537440000
rad(abc) = 2 * 3 * 5 * 7 * 19 * 29 * 31 * 1307 = 4688222070
e(abc)= 13.88408
a = 7^2 * 41^2 * 311^3 = 2477678547239
b = 11^16 * 13^2 * 79 = 613474843408551921511
c = 2 * 3^3 * 5^23 * 953 = 613474845886230468750
rad(abc) = 2 * 3 * 5 * 7 * 11 * 13 * 41 * 79 * 311 * 953 = 28828335646110
e(abc) = 16.87329
a = 2^24 * 5^5 * 47^5 * 181^2 = 393927551841835417600000
b = 13^14 * 19 * 103 * 571^2 * 4261 = 10704872737453891276395489673
c = 7^28 * 17 * 37^2 = 10705266665005733111813089673
rad(abc) = 2 * 5 * 7 * 13 * 17 * 19 * 37 * 47 * 103 * 181 * 571 * 4261 = 23184991375250523910
e(abc) = 19.95050
a = 23^8 * 37^4 = 146767394485224241
b = 2^28 * 3^7 * 11^4 * 19^3 * 61 * 127 * 173^2 = 13669290314405085785446416384
c = 5^18 * 17^4 * 43^2 * 4817^2 = 13669290314551853179931640625
rad(abc) = 2 * 3 * 5 * 11 * 17 * 19 * 23 * 37 * 43 * 61 * 127 * 173 * 4817 = 25180873035975641490
e(abc) = 20.11233
Das letzte ist ein Weltrekord in mehrfacher Hinsicht von I. J. Calvo aus dem Jahre 2008.
Die Beispiele zeichnen sich dadurch aus, daß in diesen einmaligen und außerordentlichen Fällen e(abc) etwa 3*sqrt(log(rad(abc))) erreicht (Schranke A). Die Frage entsteht, ob das ein perfektes (beliebig wiederholbar anzutreffendes) Kleid für den Exzess darstellt.
Und wie groß müssen die beteiligten Zahlen sein, damit man etwa einen Exzess von 30, 40 oder 50 erreichen kann?
M. van Frankenhuysen bewies im Jahre 2000 eine schwächere Schranke (C), nämlich dass
e(abc) > 6.07001 * sqrt(log(rad(abc))) / log(log(rad(abc)))
für unendlich viele ABC-Tripel gilt. In seiner Dissertation 1995 vermutete er (nach Anwendung des fruchtbaren, aber nur heuristischen Zufälligkeitsprinzips der Primfaktorverteilung der natürlichen Zahlen) das gegenüber C schnellere Wachstum (Schranke B)
e(abc) > e0 * sqrt( log(rad(abc)) / log(log(rad(abc)))).
Danach sind unendlich viele Tripel auffindbar, wenn e0 < 4, aber nur endlich viele, wenn e0 > 4 (perfekt, aber Widerlegung von Schranke A!).
Stellen wir die Konsequenzen für das Wachstum der beteiligten Tripelzahlen bei vorgegebenem Exzess gegenüber:
Eine vor einigen Jahren durchgeführte und unlängst fortgesetzte Suchrechnung erbrachte 16 noch nicht bekannte Tripel aus riesigen Zahlen, deren Exzess die Schranke B mit e0 = 4 und damit bei weitem die Schranke C übertrifft.
Das größte von ihnen lautet
a = 11^3 * 107^2 * 2962839627547 * p111 = 1 595...(127)
b = 2^52 * 7^42 * 13 * 17^11 * 29^4 * 31^17 * 37^16 * 43 * 53^8 * 61^12 = 87530769602326441009007655660104...(127)
c = 3^52 * 5^65 * 23^15 * 41^5 * 59^34 = 87530769602326441009007655661700...(127)
rad(abc) = 1471734201215077452...(127)
e(abc) = 31.71657
p111 bezeichnet eine Primzahl mit 111 Stellen, (127) steht für 127 weggelassene Dezimalstellen. Die Notation folgt der Konvention des Cunningham-Projekts.