五次方程不可解性
已解决,1824年代数学
问题陈述
对于五次(或更高次)多项式方程,不存在仅用系数的加、减、乘、除与 次方根(根式)构造出的通用求根公式——这与二次、三次、四次方程都存在求根公式形成鲜明对比。
保罗·鲁菲尼于1799年(1813年扩充)发表了一个证明,声称一般五次方程不存在根式公式,但其论证存在重大缺口。第一个完整而严谨的证明——阿贝尔–鲁菲尼定理——归功于尼尔斯·亨利克·阿贝尔,他于1824年自费出版,并于1826年在克雷尔杂志上给出更完整的版本。几年后,埃瓦里斯特·伽罗瓦更进一步:他为每个多项式方程赋予一个由其根的置换构成的群(伽罗瓦群),并证明该方程可用根式求解当且仅当该群是可解群。这不仅解释了为何没有一个公式能适用于所有五次方程,还精确指出了任意次数的具体方程哪些可以、哪些不能用根式求解。
参考文献
- Niels Henrik Abel (1824). Mémoire sur les équations algébriques, où l'on démontre l'impossibilité de la résolution de l'équation générale du cinquième degré · DOI:10.1017/cbo9781139245807.004
- Évariste Galois (1846). Sur les conditions de résolubilité des équations par radicaux · DOI:10.4000/bibnum.616
- Ian Stewart (2015). Galois Theory · DOI:10.1201/b18187