数学

ABC予想 (えーびーしーよそう)

Abc conjecture 読み:エービーシーコンジェクチャー
ABC予想 読み:エービーシーヨソウ
Oesterlé–Masser conjecture 読み:オステルレマッサーコンジェクチャー
とは、

概要

ABC予想とは、整数の足し算と素因数分解の間に成り立つ関係についての予想。1985年にジョゼフ・オステルレ(Joseph Oesterlé)とデイヴィッド・マッサー(David Masser)によって提唱された。

正の整数 (a,b,c) が (a+b=c) を満たし、互いに素であるとする。このとき、(abc) に含まれる異なる素数を重複なく掛け合わせた数を (\operatorname{rad}(abc)) と表す。ABC予想は、任意の実数 (\varepsilon>0) に対して、

$$c > \operatorname{rad}(abc)^{1+\varepsilon}$$

を満たす組 ((a,b,c)) は有限個しか存在しないと主張する。つまり、(c) が異なる素数の積に比べて極端に大きくなる例は、どれほど大きな整数を考えても、一定の範囲に限られるという考え方である。同値な表現として、(\varepsilon>0) ごとに定数 (K_\varepsilon) が存在し、すべての該当する組について次の不等式が成り立つと述べることもできる。

$$c < K_\varepsilon\operatorname{rad}(abc)^{1+\varepsilon}$$

ABC予想が成立すれば、フェルマーの最終定理に関連する結果をはじめ、数論のさまざまな問題に重要な帰結が得られる。

望月新一は2012年に宇宙際タイヒミュラー理論を用いた証明を発表し、関連論文は2021年に学術誌に掲載されたが、その証明の数学的妥当性については異論があり、議論が続いている。

語源

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「ABC」は、予想の対象となる整数 (a,b,c) を表す。「予想」は、数学において、正しいと考えられているものの、証明が確立していない命題を指す。ABC予想は、オステルレとマッサーによって1985年に提唱されたことから、Oesterlé–Masser conjecture「オステルレ・マッサー予想」とも呼ばれる。

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フェルマーの最終定理

宇宙際タイヒミュラー理論

宇宙際タイヒミュラー理論 (うちゅうさいたいひみゅらーりろん)

宇宙際タイヒミュラー理論 読み:ウチュウサイタイヒミュラーリロン
Inter-Universal Teichmüller Theory 読み:インターユニバーサルタイヒミュラーセオリー
とは、

概要

宇宙際タイヒミュラー理論とは、京都大学数理解析研究所の望月新一が構築した数論の理論。

英語では Inter-universal Teichmüller theory と呼ばれ、IUT理論とも略される。

通常の数学では、数の足し算と掛け算は環と呼ばれる構造の中で密接に結びついている。
IUT理論では、この加法構造と乗法構造を切り離して扱えるように、異なる数学的構造を「宇宙」として構成し、それらの間を結ぶ独自の仕組みを用いて比較する。
この過程を通じて、数の大きさを測る指標などに関する評価を導くことを目指す。

望月はこの理論を用いて、数論の重要な予想の一つであるABC予想の証明を提示した。
論文は2021年に学術誌に掲載されたが、証明の数学的妥当性については異論があり、数学者の間で議論が続いている。

語源

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「宇宙際」の「際」は、英語の接頭辞 inter- が表す「〜の間に」という意味に対応し、異なる数学的な「宇宙」の間で構造を扱う理論の特徴を表す。「タイヒミュラー」は、ドイツの数学者オズワルド・タイヒミュラー(Oswald Teichmüller)の姓に由来する。タイヒミュラー理論は、リーマン面などの複素構造の変形を研究する理論である。

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平方メートル (へいほうめーとる)

平方メートル 読み:ヘイホウメートル
とは、

概要

平方メートルとは、1メートル四方の広さを基準とする面積の単位を指す言葉である。

記号では「m²」と表記され、住宅の広さ、土地面積、部屋の大きさなどを示す際に広く用いられる。日本では「平方米」を略した「平米(へいべい)」、あるいは「ヘーベー」という読み方で呼ばれる場合もある。

語源

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平方「同じ長さを縦横に掛け合わせた面積」メートル「長さの単位」で、「1メートル×1メートルの広さ」を意味する語。記号の m² は meter squared(メートルの二乗)を表す。

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幾何学 (きかがく)

幾何学 読み:キカガク
geometry 読み:ジオメトリー
とは、

概要

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幾何学は、図形の大きさ・形・位置関係などを論理的に扱う数学の一分野。

点・線・面・立体などの空間的対象を対象にし、それらの関係や構造を解析する。

古代ギリシャ以来の伝統ある分野であり、ユークリッド幾何学(平面幾何・空間幾何)をはじめ、非ユークリッド幾何学、射影幾何学、微分幾何学など、多様な体系に発展している。

現代では、物理学やコンピューターグラフィックス、建築設計など幅広い領域で応用されている。

語源

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幾何学

「幾何」は中国語に由来し、明末〜清代にイエズス会士が西洋の「geometry(ギリシャ語 geōmetria)」を翻訳する際に当てられた語。
もともと中国語で「幾何」は「いくばく・どれほど」という意味を持ち、「metria(測る)」の部分を意訳したものとされる。
つまり「幾何学」は「どれほどを測る学問」という意味であり、形や空間の量的関係を扱う学問を指す。

geometry」

英語「geometry」は、ギリシャ語「geōmetria」に由来する。
geo「地球」metron「測ること」という語から成り、「大地を測る」という意味をもつ。
古代エジプトで土地の測量に用いられた技術が起源であるとされる。
つまり「geometry」は「地面を測る学問」から発展して「図形や空間を扱う学問」を意味するようになった。

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剰余演算 (じょうよえんざん)

剰余演算 読み:ジョウヨエンザン
modulo 読み:モジュロ
とは、

概要

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剰余演算は、ある整数を別の整数で割ったときに生じる「余り」を求める演算を指す。

日常的な割り算の「商」ではなく、「余り」に注目する点が特徴。数学・情報処理・プログラミングなどの分野で幅広く使われる。

記号としては一般に「mod(モジュロ)」が用いられ、たとえば「a mod n」は「a を n で割った余り」を意味する。

また、数論では「a ≡ b (mod n)」のように書き、「a と b は n を法として合同である(つまり同じ余りを持つ)」ことを表す。

プログラミングにおいては、剰余演算は偶数・奇数の判定や、周期的な処理、配列の循環アクセスなどに利用される基本的な計算手法となっている。

語源

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剰余演算

剰「あまり」余「のこり」を合わせた語で、「割り算で余るものを求める演算」という意味から。
つまり「剰余演算」は「余りを計算する操作」を指す数学用語であり、数論・情報処理の分野で広く用いられる。

modulo

英語「modulo」はラテン語 modus「方法、尺度」に由来する。
「modus」に、「〜の基準で」「〜を法として」という意味を加える接尾辞「-ulo」が付いて、「〜を基準として」「〜の法に従って」という意味になった。
数学では「ある数を基準(法)として考える」という発想から、「modulo n(法 n のもとで)」という表現が生まれ、そこから「mod(剰余)」や「mod n(法 n)」という略記法が広く使われるようになった。
つまり「modulo」は、「〜を法として」「〜を基準にして」という意味をもつ数学用語であり、剰余演算や合同式の文脈で使われる。

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