Русская Википедия:Тринадцатая проблема Гильберта

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Трина́дцатая пробле́ма Ги́льберта — одна из 23 задач, которые Давид Гильберт предложил 8 августа 1900 года на II Международном конгрессе математиков. Она была мотивирована применением методов номографии к вычислению корней уравнений высоких степеней, и касалась представимости функций нескольких переменных, в частности, решения уравнения седьмой степени как функции от коэффициентов, в виде суперпозиции нескольких непрерывных функций двух переменных.

Проблема была решена В. И. Арнольдом совместно с А. Н. Колмогоровым, доказавшими, что любая непрерывная функция любого количества переменных представляется в виде суперпозиции непрерывных функций одной и двух переменных (и, более того, что в таком представлении можно обойтись, в дополнение к непрерывным функциям одной переменной, единственной функцией двух переменных — сложением):[1][2]

<math>f(x_1,\dots,x_n)=\sum_{q=0}^{2 n}\Phi_q\left(\sum_{p=1}^n\psi_{q,p}(x_p)\right).</math>

Функций <math>\Phi_q</math> и <math>\psi_{q,p}</math>, не считая нулевых, требуется не более <math>(n+1)(2n+1)</math> штук, в частности, для двух переменных — не более 15, для трех — не более 28.

Постановка проблемы

Уравнения степеней до четвёртой включительно разрешимы в радикалах: для их решений существуют явные формулы (формула Кардано и метод Феррари для уравнений третьей и четвёртой степени соответственно). Для уравнений степеней, начиная с пятой, их неразрешимость в радикалах утверждается теоремой Абеля — Руффини. Однако преобразования Чирнгауза позволяют свести общее уравнение степени n>4 к виду, свободному от коэффициентов при <math>x^{n-1}</math>, <math>x^{n-2}</math> и <math>x^{n-3}</math>; для n=5 этот результат был получен Брингом в 1786, и для общего случая Джерардом в 1834.[3]. Тем самым (после дополнительной перенормировки), решение уравнений степеней 5, 6 и 7 сводилось к решению уравнений вида

<math>

x^5+ax+1=0 </math>,

<math>

x^6+ax^2+bx+1=0, </math>

<math>

x^7+ax^3+bx^2+cx+1 = 0 </math> зависящих от одного, двух и трех параметров соответственно.

Шаблон:Planned

Непредставимость с сохранением класса гладкости

Шаблон:В планах

Решение: теоремы Колмогорова и Арнольда

Шаблон:Main

Литература

Шаблон:Примечания

Шаблон:Проблемы Гильберта

  1. В. И. Арнольд, Избранное-60, М.: Фазис, 1997. С. 18, теорема 4.
  2. Шаблон:Cite web
  3. Шаблон:MathWorld