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Die abc Vermutung ist eine 1985 von Joseph Oesterle und David Masser aufgestellte mathematische Vermutung Dabei geht es um den gemeinsamen Inhalt an Primfaktoren von Tripeln zueinander teilerfremder naturlicher Zahlen bei denen die dritte die Summe der beiden anderen ist Sie beschreibt in praziser Form das Phanomen dass das Produkt aller in einem solchen Tripel auftretenden verschiedenen Primfaktoren generell nicht oder nur unwesentlich kleiner als die grosste Zahl des Tripels ist Der additive Zusammenhang eines Tripels erzwingt demnach eine starke Einschrankung fur die multiplikative Struktur der Tripel Zahlen Heuristisch beruht die abc Vermutung darauf dass naturliche Zahlen mit zahlenmassig vielen mehrfach auftretenden Primfaktoren sogenannte hochpotente oder auch reiche Zahlen vergleichsweise selten vorkommen In Anlehnung an eine Definition von Barry Mazur kann eine naturliche Zahl als multiplikativ hochpotent bezeichnet werden wenn ihre Binardarstellung wesentlich langer ist als die Binardarstellung ihres grossten quadratfreien Teilers also des Produktes aller enthaltenen verschiedenen Primfaktoren Dann besagt die abc Vermutung fur zwei teilerfremde hochpotente Zahlen n 1 displaystyle n 1 und n 2 displaystyle n 2 dass weder ihre Summe n 1 n 2 displaystyle n 1 n 2 noch ihre Differenz n 1 n 2 displaystyle n 1 n 2 hochpotent sein kann 1 eventuell mit Ausnahmen wenn max n 1 n 2 displaystyle max n 1 n 2 klein ist Die Vermutung ist bisher weder bewiesen noch widerlegt sie gilt aber wegen ihrer Schwierigkeit und mehr noch wegen ihrer Bedeutung als prominenter Nachfolger der gelosten Fermatschen Vermutung neuer Heiliger Gral Dorian Goldfeld bezeichnete sie sogar als wichtigstes ungelostes Problem der diophantischen Analysis 2 Es ist bereits eine Vielzahl weitreichender zahlentheoretischer Aussagen bekannt die aus der Gultigkeit der abc Vermutung folgen wurden 3 Inhaltsverzeichnis 1 Formulierung 2 Formel fur explizit bestimmbare abc Treffer mit b 342m 27 3 Folgerungen und Varianten der abc Vermutung 3 1 Folgerungen aus der abc Vermutung 3 2 Spezielle Formen der abc Vermutung und schwache abc Vermutung 3 3 Weitere Bewertungen eines abc Treffers 3 4 abc Vermutung fur Polynome 3 5 Teilergebnisse 4 Beweisversuche 5 Siehe auch 6 Literatur 7 Weblinks 8 EinzelnachweiseFormulierung BearbeitenEin Tripel a b c displaystyle a b c nbsp heisst abc Tripel wenn a displaystyle a nbsp und b displaystyle b nbsp teilerfremde positive ganze Zahlen sind und c a b displaystyle c a b nbsp ihre Summe ist Aufgrund elementarer Eigenschaften der Teilbarkeitsbeziehung ist c displaystyle c nbsp sowohl zu a displaystyle a nbsp als auch zu b displaystyle b nbsp teilerfremd Das Radikal rad n displaystyle operatorname rad n nbsp einer positiven ganzen Zahl n displaystyle n nbsp ist das Produkt der unterschiedlichen Primfaktoren von n displaystyle n nbsp Primfaktoren die in der Primfaktorzerlegung von n displaystyle n nbsp mehrfach vorkommen werden bei der Berechnung von rad n displaystyle operatorname rad n nbsp nur einmal berucksichtigt Beispielsweise ist rad 600 rad 2 3 3 5 2 2 3 5 30 displaystyle operatorname rad 600 operatorname rad 2 3 cdot 3 cdot 5 2 2 cdot 3 cdot 5 30 nbsp Gilt fur ein abc Tripel die Ungleichung rad a b c c displaystyle operatorname rad abc leq c nbsp so wird es als abc Treffer bezeichnet Beispiele sind 1 8 9 5 27 32 32 49 81 und das von Eric Reyssat gefundene Tripel 2 3 10 109 23 5 2 6436341 6436343 displaystyle 2 3 10 cdot 109 23 5 2 6436341 6436343 nbsp mit rad a b c 2 3 23 109 15042 displaystyle operatorname rad abc 2 cdot 3 cdot 23 cdot 109 15042 nbsp fur das der Quotient log c log rad a b c 1 629 91 displaystyle log c log operatorname rad abc 1 62991 ldots nbsp besonders gross ist abc Treffer sind selten Unter den 15 2 Millionen abc Tripeln mit c lt 10 000 displaystyle c lt 10 000 nbsp gibt es nur 120 abc Treffer und unter den 380 Millionen abc Tripeln mit c lt 50 000 displaystyle c lt 50 000 nbsp gibt es 276 Sander Dahmen bewies 2006 eine untere Abschatzung fur die Anzahl der abc Treffer bis zu einer gegebenen Schranke und bestatigte damit dass unendlich viele existieren 4 allerdings sagt seine Formel lediglich etwa eine Million abc Treffer unterhalb 10 83 displaystyle 10 83 nbsp vorher und unterschatzt deren Anzahl damit erheblich Das weltweite Projekt ABC Home begonnen 2007 erstellte durch verteiltes Rechnen eine vollstandige Liste aller abc Treffer fur c lt 2 63 9 22 10 18 displaystyle c lt 2 63 approx 9 22 cdot 10 18 nbsp Es fand 23 827 716 abc Treffer Die erste Etappe mit c lt 10 18 displaystyle c lt 10 18 nbsp wurde im November 2011 mit 14 482 065 Tripeln abgeschlossen in den Jahren 2012 bis 2015 wurden 9 345 651 weitere abc Treffer mit 10 18 c lt 2 63 9 22 10 18 displaystyle 10 18 leq c lt 2 63 approx 9 22 cdot 10 18 nbsp gefunden 5 Das Projekt wurde durch die Programmierung eines Algorithmus moglich der den Aufwand zur Ermittlung aller abc Treffer mit c N displaystyle c leq N nbsp vom offensichtlichen proportional zu N 2 displaystyle N 2 nbsp auf nahezu proportional zu N 2 3 displaystyle N 2 3 nbsp Rechenschritte reduzierte 6 Masser bewies dass das Verhaltnis rad a b c c displaystyle tfrac operatorname rad abc c nbsp beliebig klein werden kann obwohl es meist grosser als 1 ist 7 Er formulierte allerdings mit Oesterle eine erweiterte abc Vermutung dass rad a b c s c displaystyle tfrac operatorname rad abc s c nbsp fur jedes s gt 1 displaystyle s gt 1 nbsp eine positive untere Schranke besitzt sei s displaystyle s nbsp auch nur ein beliebig kleines e displaystyle varepsilon nbsp grosser als 1 displaystyle 1 nbsp Genauer formuliert lautet diese abc Vermutung Fur jedes reelle e gt 0 displaystyle varepsilon gt 0 nbsp existiert eine Konstante K e displaystyle K varepsilon nbsp so dass fur alle Tripel teilerfremder positiver ganzer Zahlen a b c displaystyle a b c nbsp mit a b c displaystyle a b c nbsp die folgende Ungleichung gilt c lt K e rad a b c 1 e displaystyle c lt K varepsilon operatorname rad abc 1 varepsilon nbsp dd Die Vermutung wird fur e gt 0 displaystyle varepsilon gt 0 nbsp formuliert da sie fur e 0 displaystyle varepsilon 0 nbsp wie erwahnt nachweislich falsch ist Man kann die Vermutung auch fur beliebige positive oder negative ganze Zahlen a b c displaystyle a b c nbsp formulieren und hat dann nur auf der linken Seite der Ungleichung c displaystyle c nbsp durch max a b c displaystyle max a b c nbsp zu ersetzen Eine andere aquivalente Formulierung der Vermutung wird unten gegeben Formel fur explizit bestimmbare abc Treffer mit b 342m 27 BearbeitenFur Zahlen der Form b 3 42 m 27 displaystyle b 3 42m 27 nbsp gibt es n displaystyle n nbsp Zahlen a k 2 21 k 18 displaystyle a k 2 21k 18 nbsp mit 0 k lt n displaystyle 0 leq k lt n nbsp die mit b displaystyle b nbsp einen abc Treffer a k b a k b displaystyle a k b a k b nbsp bilden 8 Damit alle a 0 a n 1 lt b displaystyle a 0 ldots a n 1 lt b nbsp sind wahlt man m gt ln 2 2 ln 3 n 1 3 ln 2 7 ln 3 9 14 ln 2 2 ln 3 n 1 14 9 ln 2 ln 3 0 315 465 n 0 656 994 displaystyle m gt frac ln 2 2 ln 3 n 1 frac 3 ln 2 7 ln 3 frac 9 14 frac ln 2 2 ln 3 n frac 1 14 Big 9 frac ln 2 ln 3 Big approx 0 315465 n 0 656994 nbsp so dass b gt 2 21 n 1 18 displaystyle b gt 2 21 n 1 18 nbsp sichergestellt ist Fur n 316 displaystyle n 316 nbsp ergibt dies z B m 99 displaystyle m geq 99 nbsp a 315 5 3 10 1996 b 5 6 10 1996 displaystyle a 315 5 3 ldots cdot 10 1996 b 5 6 ldots cdot 10 1996 nbsp m n a 0 2 18 displaystyle a 0 2 18 nbsp a n 1 2 21 n 1 18 displaystyle a n 1 2 21 n 1 18 nbsp b 3 42 m 27 displaystyle b 3 42m 27 nbsp 0 2 262 144549 755 813 888 7 625 597 484 9871 5 1 152 921 504 606 846 9762 417 851 639 229 258 349 412 352 5 070 602 400 912 917 605 986 812 821 504 834 385 168 331 080 533 771 857 328 695 2832 8 1 06 1037 2 23 1043 4 68 1049 9 14 10523 11 9 81 1055 2 06 1062 4 31 1068 9 99 1072Die Eigenschaft der Tripel abc Treffer zu sein kann folgendermassen gezeigt werden Zunachst ist rad a k b 6 displaystyle operatorname rad a k b 6 nbsp also rad a k b c 6 rad c displaystyle operatorname rad a k b c 6 operatorname rad c nbsp Berechnet man die Kongruenzen c k a k b 2 21 k 18 3 42 m 27 modulo 49 displaystyle c k a k b equiv 2 21k 18 3 42m 27 operatorname modulo 49 nbsp so erhalt man 2 21 k 2 18 3 42 m 3 27 1 k 43 1 m 6 0 mod 49 displaystyle 2 21 k cdot 2 18 3 42 m cdot 3 27 equiv 1 k cdot 43 1 m cdot 6 equiv 0 pmod 49 nbsp Somit ist rad c k c k 7 displaystyle operatorname rad c k leq c k 7 nbsp und c k gt rad a k b c k displaystyle c k gt operatorname rad a k b c k nbsp Folgerungen und Varianten der abc Vermutung BearbeitenFolgerungen aus der abc Vermutung Bearbeiten Die Vermutung konnte bisher zwar nicht bewiesen werden zieht allerdings eine Menge interessanter Konsequenzen nach sich Viele geloste und ungeloste diophantische Probleme lassen sich aus dieser Vermutung folgern Insbesondere der sehr komplexe Beweis des Grossen Fermatschen Satzes wurde sich auf eine Seite reduzieren Zu den Satzen bzw Vermutungen die sich aus einem Beweis der abc Vermutung ergeben wurden zahlen Satz von Thue Siegel Roth wie Machiel van Frankenhuysen 1999 zeigte Grosser Fermatscher Satz Vermutung von Mordell von Gerd Faltings bewiesen wie Noam Elkies 1991 zeigte Die Vermutung behauptet die Endlichkeit der Anzahl von Punkten einer algebraischen Kurve vom Geschlecht grosser 1 uber einem Zahlkorper K Aus der abc Vermutung folgt sogar eine Schranke fur die Grosse genauer der sogenannten Hohe der Punkte auf den Kurven uber K in Abhangigkeit von der in der abc Vermutung auftretenden Konstante Die abc Vermutung liefert also eine effektive Version der Mordellvermutung im Gegensatz zu den bis heute bekannten Beweisen 9 Erdos Woods Vermutung M Langevin 1993 Catalansche Vermutung Fermat Catalan Vermutung die Existenz von unendlich vielen Nicht Wieferich Primzahlen Allgemeiner zeigte Joseph Silverman 1988 dass aus der abc Vermutung folgt dass es fur a Q displaystyle a in mathbb Q times nbsp a 1 displaystyle a neq pm 1 nbsp unendlich viele Primzahlen p displaystyle p nbsp gibt fur die a p 1 1 displaystyle a p 1 1 nbsp nicht durch p 2 displaystyle p 2 nbsp teilbar ist die schwache Form der Hall Vermutung die eine asymptotische untere Schranke fur den Betrag der Differenz von Kubikzahlen und Quadratzahlen liefert die Vermutung von Lucien Szpiro eine Ungleichung zwischen Fuhrer und Diskriminante elliptischer Kurven uber den rationalen Zahlen Diese Vermutung ist sogar aquivalent zur abc Vermutung 10 Genauer handelt es sich um die verallgemeinerte Szpiro Vermutung siehe unten die Pillai Vermutung von S S Pillai eine effektive Form von Siegels Theorem uber ganzzahlige Punkte auf algebraischen Kurven 11 Szpiro s Vermutung in der Theorie elliptischer Kurven folgt aus der abc Vermutung wie Oesterle und Nitaj zeigten Die Vermutung lautet Fur jedes ϵ gt 0 displaystyle epsilon gt 0 nbsp gibt es eine Konstante C ϵ gt 0 displaystyle C epsilon gt 0 nbsp so dass fur jede elliptische Kurve mit minimaler Diskriminante D displaystyle Delta nbsp und Fuhrer N displaystyle N nbsp gilt D lt C ϵ N 6 ϵ displaystyle Delta lt C epsilon N 6 epsilon nbsp Die verallgemeinerte Szpiro Vermutung 12 die aquivalent zur abc Vermutung ist lautet Fur jedes ϵ gt 0 displaystyle epsilon gt 0 nbsp und M gt 0 displaystyle M gt 0 nbsp gibt es eine Konstante C ϵ M gt 0 displaystyle C epsilon M gt 0 nbsp so dass fur alle ganze Zahlen x y displaystyle x y nbsp fur die D 4 x 3 27 y 2 0 displaystyle D 4x 3 27y 2 neq 0 nbsp und der grosste Primfaktor von x displaystyle x nbsp y displaystyle y nbsp kleiner gleich M displaystyle M nbsp ist gilt m a x x 3 y 2 D lt C ϵ M rad D 6 ϵ displaystyle mathrm max x 3 y 2 D lt C epsilon M operatorname rad D 6 epsilon nbsp Als Beispiel wird die abc Vermutung auf den grossen Fermatschen Satz angewandt dass x n y n z n displaystyle x n y n z n nbsp keine Losung in positiven ganzen Zahlen x y z displaystyle x y z nbsp die als relativ prim angenommen werden hat fur n gt 2 displaystyle n gt 2 nbsp Setzt man in der Ungleichung der abc Vermutung a x n b y n c z n displaystyle a x n b y n c z n nbsp ein und benutzt rad x n y n z n rad x y z x y z lt z 3 displaystyle operatorname rad x n y n z n operatorname rad xyz leq xyz lt z 3 nbsp lautet die Ungleichung dann z n K e z 3 1 ϵ displaystyle z n leq K varepsilon z 3 1 epsilon nbsp Ersetzt man in dieser Ungleichung e displaystyle varepsilon nbsp durch e 3 displaystyle varepsilon 3 nbsp dann hat man fur n gt 3 e displaystyle n gt 3 varepsilon nbsp eine obere Schranke fur z z n 3 e K ϵ 3 displaystyle z n 3 varepsilon leq K epsilon 3 nbsp Das heisst die Fermat Gleichung kann nur endlich viele Losungen haben und ab einem bestimmten Wert des Exponenten n displaystyle n nbsp der nur von K e 3 displaystyle K varepsilon 3 nbsp abhangt das durch die abc Vermutung gegeben ware uberhaupt keine Losung mehr da z gt 1 displaystyle z gt 1 nbsp Man braucht nur alle Falle n displaystyle n nbsp bis zu dieser Grenze mit anderen Methoden zu uberprufen um die Fermat Vermutung zu beweisen fur eine grosse Zahl von Exponenten n displaystyle n nbsp war das Zutreffen der Vermutung schon vor dem Beweis von Andrew Wiles bekannt Spezielle Formen der abc Vermutung und schwache abc Vermutung Bearbeiten 1996 schlug Alan Baker eine Verscharfung der Vermutung vor und prazisierte sie 2004 13 Wahrend r r a d a b c displaystyle r mathrm rad abc nbsp die Gesamtgrosse der multiplikativen Bausteine der am Tripel beteiligten Zahlen kennzeichnet ist die Anzahl ihrer verschiedenen Primfaktoren w w a b c displaystyle omega mathrm omega abc nbsp ein Mass fur ihre Detailliertheit Baker vereinigte beide Masse und gelangte zu einer abc Vermutung mit einer absoluten von e displaystyle varepsilon nbsp unabhangigen Konstanten c 0 displaystyle c 0 nbsp c lt c 0 e w r 1 e displaystyle c lt c 0 varepsilon omega r 1 varepsilon nbsp Wenn man darin berucksichtigt dass die rechte Seite ein Minimum etwa bei e w log r displaystyle varepsilon tfrac omega log r nbsp besitzt und nach der Ersetzung w w displaystyle omega omega nbsp im Nenner nach unten durch w displaystyle omega nbsp abschatzt erhalt man eine von e displaystyle varepsilon nbsp freie Version c lt c 1 r log r w w displaystyle c lt c 1 r frac log r omega omega nbsp c 1 displaystyle c 1 nbsp eine absolute Konstante Andrew Granville bemerkte dass der letzte Faktor nahezu aquivalent zu 8 r ist der Anzahl der naturlichen Zahlen bis r die nur durch Primfaktoren von r teilbar sind Damit ergibt sich seine Vermutung zu c lt c 2 r 8 r displaystyle c lt c 2 r Theta r nbsp c 2 displaystyle c 2 nbsp eine absolute Konstante Eine Untersuchung an den damals 196 bekannten extremalen abc Tripeln zeigte dass vermutlich c 1 6 5 displaystyle c 1 tfrac 6 5 nbsp und c 2 24 displaystyle c 2 24 nbsp gewahlt werden kann Eventuell muss der zweite Wert anhand neuerer numerischer Ergebnisse noch leicht modifiziert werden Es gibt auch schwachere Formen der abc Vermutung die man zu beweisen versucht Wird in der ursprunglichen Formulierung der abc Vermutung K ϵ displaystyle K epsilon nbsp und ϵ displaystyle epsilon nbsp gleich 1 gesetzt hat man eine Variante der schwachen abc Vermutung mit denselben Voraussetzungen an die abc Tripel wie oben c r a d a b c 2 displaystyle c leq mathrm rad abc 2 nbsp Aus dieser Variante folgt sofort durch eine ahnliche Argumentation wie oben die Gultigkeit der Fermat Vermutung fur Potenzen grosser als funf 14 Allgemeiner wird die schwache abc Vermutung haufig uber eine etwas andere Formulierung der abc Vermutung eingefuhrt Sei q log c log r a d a b c displaystyle q tfrac log c log mathrm rad abc nbsp die Qualitat auch Potenz abc ratio eines a b c displaystyle a b c nbsp Tripels also die Losung von r q c displaystyle r q c nbsp mit r r a d a b c displaystyle r mathrm rad abc nbsp und damit ein Mass des Uberschusses von c uber den gemeinsamen Primzahlinhalt r des Tripels Umfangreiche numerische Suche zum Beispiel in dem ABC Home Projekt hat bisher einen maximalen Wert von etwa 1 63 displaystyle 1 63 nbsp fur q ergeben gefunden von Eric Reyssat s o Insgesamt konnten in 34 Jahren lediglich 241 abc Tripel mit einer Qualitat gt 1 4 displaystyle gt 1 4 nbsp entdeckt werden 15 Die eigentliche abc Vermutung auch starke abc Vermutung genannt besagt dann dassq gt d displaystyle q gt d nbsp fur ein beliebiges d gt 1 displaystyle d gt 1 nbsp nur endlich viele Losungen hat Der Wert 1 ist dabei die bestmogliche untere Grenze fur d displaystyle d nbsp Setzt man d 1 displaystyle d 1 nbsp gibt es unendlich viele Losungen Aber schon ein beliebig kleiner Wert uber 1 bewirkt nach der starken abc Vermutung dass die Anzahl der Losungen endlich ist Die schwache abc Vermutung besagt dass q displaystyle q nbsp eine obere Schranke hat 16 In dem oben angegebenen Spezialfall war die obere Schranke 2 vermutet worden Aus der starken abc Vermutung folgt die Gultigkeit der schwachen abc Vermutung aber nicht umgekehrt In symmetrischer Form lasst sich die Vermutung auch als Aussage des Verhaltnisses der Hohe H a b c max a b c displaystyle H a b c max a b c nbsp die die Grosse der beteiligten Zahlen misst zum Radikal R a b c displaystyle R a b c nbsp ausdrucken das den Primzahlinhalt misst Dann besagt die starke abc Vermutung dass a b c displaystyle a b c nbsp fur jedes e gt 0 displaystyle varepsilon gt 0 nbsp nur endlich viele teilerfremde Losungen a displaystyle a nbsp b displaystyle b nbsp c displaystyle c nbsp hat mit 17 R a b c H a b c 1 e displaystyle R a b c leq H a b c 1 varepsilon nbsp Jeffrey Lagarias und Kannan Soundararajan stellten der abc Vermutung eine xyz Vermutung zur Seite fur den Fall dass alle Primfaktoren des Radikals r a d x y z displaystyle mathrm rad xyz nbsp eines Tripels x y z displaystyle x y z nbsp durch eine kleine Konstante S Glattheit Smoothness beschrankt sind das heisst S max p p x y z displaystyle S max lbrace p p x y z rbrace nbsp Sie besagt dass fur a gt 3 2 displaystyle alpha gt 3 2 nbsp nur endlich viele abc Tripel existieren mit log S log log z a displaystyle log S log log z geq alpha nbsp 18 B de Weger ermittelte hierzu in den Ergebnissen des ABC Home Projektes dasjenige Tripel mit S 43 und vermutlich grosstem z als 13 11 2 3 9 5 23 6 29 37 7 4 11 17 3 19 4 43 2 displaystyle 13 11 2 cdot 3 9 cdot 5 cdot 23 6 cdot 29 cdot 37 7 4 cdot 11 cdot 17 3 cdot 19 4 cdot 43 2 nbsp 19 mit der Qualitat 1 2676 Conrey Holmstrom und McLaughlin fanden darin als Tripel mit maximalem Glattheitsindex log c log S displaystyle log c log S nbsp 5 3 23 3 41 5 2 10 3 7 7 6 13 3 17 2 19 11 4 31 37 4 43 3 47 displaystyle 5 3 cdot 23 3 cdot 41 5 2 10 cdot 3 7 cdot 7 6 cdot 13 3 cdot 17 2 cdot 19 11 4 cdot 31 cdot 37 4 cdot 43 3 cdot 47 nbsp 20 mit der Qualitat 1 1333 Weitere Bewertungen eines abc Treffers Bearbeiten Bereits 1986 zeigten Cameron L Stewart und Robert Tijdeman dass die Qualitats Bewertung der abc Treffer mit den Bezeichnungen c c a b c displaystyle c c a b c nbsp und r r a d a b c displaystyle r mathrm rad abc nbsp a lt b lt c displaystyle a lt b lt c nbsp q a b c log c log r displaystyle q a b c frac log c log r nbsp fur wachsendes r displaystyle r nbsp nicht zu schnell gegen 1 konvergieren kann und damit erneut dass es kein K e displaystyle K varepsilon nbsp fur e 0 displaystyle varepsilon 0 nbsp gibt Sie bewiesen die Existenz von unendlich vielen abc Tripeln mit log c log r gt h 1 log r log log r displaystyle log c log r gt h 1 frac sqrt log r log log r nbsp fur jedes h 1 lt 4 displaystyle h 1 lt 4 nbsp Im Jahre 2000 verscharfte Machiel van Frankenhuysen diese Aussage mit h 1 6 07 displaystyle h 1 6 07 dots nbsp 21 Das legt nahe zu untersuchen ob ein gegebenes Tripel mit der Bewertung q 1 a b c log c log r log log r log r displaystyle q 1 a b c log c log r frac log log r sqrt log r nbsp die Schranke h 1 displaystyle h 1 nbsp ubersteigt oder nicht und die Verteilung der gefundenen extremalen Beispiele zu analysieren Folgende theoretische heuristische Uberlegungen lassen vermuten dass diese Bewertung auf der Menge der abc Treffer unbeschrankt gross werden kann 22 Aus bewiesenen Ergebnissen uber die Verteilung der naturlichen Zahlen n displaystyle n nbsp mit rad n displaystyle operatorname rad n nbsp unterhalb einer gegebenen Schranke und aus begrundeten und vielfach bestatigten aber unbewiesenen Annahmen uber die Zufalligkeit der Primfaktorzerlegung in unstrukturierten Mengen naturlicher Zahlen konnte van Frankenhuysen die strengere untere Abschatzung mit kleinerem Nenner log c log r gt h 2 log r log log r displaystyle log c log r gt h 2 sqrt frac log r log log r nbsp gilt unendlich oftherleiten Je nach Ansatz kann man ein h 2 lt 4 displaystyle h 2 lt 4 nbsp bzw ein h 2 lt 4 3 displaystyle h 2 lt 4 sqrt 3 nbsp wahlen das konnte nicht geklart werden Die zweite Variante wurde ebenfalls von C L Stewart und G Tenenbaum gefunden 2007 vgl 23 und mit Olivier Robert 2014 verscharft 24 Eine einfache Umformung lasst daraus die elegante Bewertung merit q 2 a b c q 1 2 log r log log r displaystyle q 2 a b c q 1 2 log r log log r nbsp als quadriertes Analogon zu q 1 displaystyle q 1 nbsp mit der angestrebten Testgrosse h 2 2 displaystyle h 2 2 nbsp ansetzen Das derzeitige Weltrekord Tripel bezuglich beider Bewertungen mit q 1 12 948 82 gt 2 h 1 displaystyle q 1 12 94882 gt 2 h 1 nbsp und q 2 38 665 73 displaystyle q 2 38 66573 nbsp wurde am 28 Oktober 2011 von Ralf Bonse entdeckt 25 und lautet a 2543 4 182587 2802983 85813163 displaystyle a 2543 4 cdot 182587 cdot 2802983 cdot 85813163 nbsp a displaystyle a nbsp ist offensichtlich nicht multiplikativ hochpotent b 2 15 3 77 11 173 displaystyle b 2 15 cdot 3 77 cdot 11 cdot 173 nbsp c 5 56 245983 displaystyle c 5 56 cdot 245983 nbsp Von besonderem Interesse sind solche abc Tripel die den Abfall der Qualitat mit wachsendem Betrag von c displaystyle c nbsp nach unten beschranken Ein abc Tripel heisst englisch unbeaten dt sinngemass unubertroffen wenn jedes bekannte abc Tripel mit grosserem c displaystyle c nbsp eine kleinere Qualitat aufweist 5 abc Vermutung fur Polynome Bearbeiten Wilson Stothers und Richard Mason bewiesen 1983 26 27 unabhangig voneinander folgenden bis dato unbekannten Satz fur Polynome Seien f g h displaystyle f g h nbsp teilerfremde nicht konstante Polynome mit f g h displaystyle f g h nbsp Dann ist max grad f grad g grad h N 0 f g h 1 displaystyle max operatorname grad f operatorname grad g operatorname grad h leq N 0 fgh 1 nbsp wobei N 0 f displaystyle N 0 f nbsp die Anzahl der verschiedenen Nullstellen von f displaystyle f nbsp ist Das ist gewissermassen das Funktionenkorper Analogon der abc Vermutung Sein Beweis ist relativ einfach 28 und wie auch im Fall der abc Vermutung folgt daraus z B der Fermatsche Satz fur Polynome Die Ubersetzung vom Polynom Fall in die abc Vermutung fur ganze Zahlen erfolgt dadurch dass man N 0 f Grad rad f displaystyle N 0 f operatorname Grad operatorname rad f nbsp setzt wobei rad f displaystyle operatorname rad f nbsp das Produkt der Primfaktoren x a displaystyle x a nbsp von f displaystyle f nbsp ist erstreckt sich uber alle Wurzeln a displaystyle a nbsp von f displaystyle f nbsp und den Grad durch sein Analogon den Logarithmus ersetzt da grad f g grad f grad g displaystyle operatorname grad f g operatorname grad f operatorname grad g nbsp Diese Modell Version der abc Vermutung war allerdings nicht die unmittelbare Motivation fur die Vermutung durch Oesterle und Masser Das Motiv fur die Vermutung ergab sich auch nicht aus numerischen Rechnungen sondern vielmehr aus tiefliegenden Untersuchungen uber elliptische Kurven in der Zahlentheorie 29 die sich teilweise in der verwandten Vermutung von Lucien Szpiro widerspiegeln s o Teilergebnisse Bearbeiten Bisher wurden folgende Ungleichungen fur c und rad abc bewiesen 1986 C L Stewart und R Tijdeman c lt exp C 1 rad a b c 15 displaystyle c lt exp C 1 operatorname rad abc 15 nbsp 1991 C L Stewart und Kunrui Yu c lt exp C 2 rad a b c 2 3 ϵ displaystyle c lt exp C 2 operatorname rad abc 2 3 epsilon nbsp 1996 C L Stewart und Kunrui Yu c lt exp C 3 rad a b c 1 3 ϵ displaystyle c lt exp C 3 operatorname rad abc 1 3 epsilon nbsp wobei C1 eine feste Konstante ist und C2 sowie C3 positive leicht berechenbare Konstanten in Abhangigkeit von e Beweisversuche BearbeitenIm August 2012 veroffentlichte Shin ichi Mochizuki einen moglichen Beweis 30 der derzeit gepruft wird 31 Mochizuki ging von der zur abc Vermutung aquivalenten Vermutung von Szpiro uber elliptische Kurven aus und wandte umfangreiche von ihm erst jungst neu entwickelte und bislang nur wenigen bekannte Konzepte und Methoden an Im Marz 2015 wurde an seinem Institut in Kyoto ein zwolftagiger Workshop uber die Inter Universale Teichmuller Theory durchgefuhrt und das Clay Mathematics Institute fuhrte im Dezember 2015 einen weiteren funftagigen Workshop durch 32 33 Der Beweis hat aber auch sechs Jahre nach seiner Veroffentlichung die meisten Spezialisten nicht uberzeugt und die Korrektheit wird von prominenten Mathematikern bezweifelt 34 Jakob Stix und Peter Scholze gaben 2018 bekannt eine fundamentale Lucke im Beweis von Mochizuki ausgemacht zu haben 35 36 Mochizuki halt weiter an seinem Beweis fest 37 38 Am 3 April 2020 berichtete Nature dass sein 600 Seiten umfassender Beweis vom Journal Publications of the RIMS zur Veroffentlichung angenommen wurde 39 Scholze teilte in einer E Mail an Nature mit dass sich an seiner Kritik an dem Beweis nichts geandert habe in einer im August 2021 erschienenen Rezension im mathematischen Referateorgan zbMATH bezeichnet er die vorgelegte Theorie dementsprechend als klar unzureichend fur einen Beweis der abc Vermutung 40 Die Veroffentlichung ist gegenuber den Preprints im Wesentlichen unverandert und berucksichtigt die Kritik von Scholze und Stix nur in ein paar Anmerkungen Die FAZ kommentierte dies dahingehend dass die offizielle Publikation des Beweises trotz der nicht ausgeraumten fachlichen Kritik ein unerhorter Vorgang sei und damit die Gultigkeit eines Stucks bedeutsamer Mathematik nun eine Frage des Dafurhaltens sei 37 Siehe auch BearbeitenABC Home Projekt fur verteiltes Rechnen in dem der Zahlenraum bis 263 untersucht wurde Literatur BearbeitenEnrico Bombieri Walter Gubler Heights in Diophantine Geometry Cambridge University Press 2006 Kapitel 12 D W Masser Open problems In W W L Chen Hrsg Proc Symp Analytic Number Theory Imperial College London 1985 Die Vermutung ist dort erstmals formuliert C L Stewart R Tijdeman On the Oesterle Masser Conjecture Monatshefte fur Mathematik 102 1986 S 251 257 Joseph Oesterle Nouvelles approches du theoreme de Fermat Seminaire Bourbaki Nr 694 1987 8 D W Masser Note on a conjecture of Szpiro In Asterisque Band 184 1990 S 19 Richard Kenneth Guy Unsolved Problems in Number Theory Springer Verlag Berlin 2004 ISBN 0 387 20860 7 Gerhard Frey Die ABC Vermutung In Spektrum der Wissenschaft Dossier Die grossten Ratsel der Mathematik Heft 6 2009 ISBN 978 3 941205 34 5 Seiten 48 55 Matthias Mahl Konstruktion guter ABC Tripel mit dem LLL Algorithmus Grin Verlag Munchen 2010 ISBN 3 640 68185 1 Rob Tijdeman Het abc vermoeden Nieuw Archief voor Wiskunde Dezember 2015 pdf PDF Michel Waldschmidt Lecture on the abc conjecture and some of its consequences in Pierre Cartier A D R Choudhary Michel Waldschmidt Hrsg Mathematics in the 21st century Springer 2015 S 211 230Weblinks BearbeitenAbderrahmane Nitajs Webseite uber die abc Vermutung Eric W Weisstein abc Conjecture In MathWorld englisch Andrew Granville Thomas J Tucker It s As Easy As abc PDF 187 kB Notices AMS 2002 ABC at Home Projekt das mit Hilfe von verteiltem Rechnen Daten zum besseren Verstandnis des Problems sammelt Serge Lang Die abc Vermutung In Elemente der Mathematik Band 48 1993 Frits Beukers Vortragsfolien PDF 527 kB englisch Michel Waldschmidt On the abc conjecture and some of its consequences PDF 5 2 MB Prasentation Marlene Weiss Mathematiker versuchen seit vier Jahren 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Juli 2014 im Internet Archive Machiel van Frankenhuysen The ABC conjecture implies Roth s theorem and Mordell s conjecture Matematica Contemporanea Band 16 1999 S 45 72 William Stein Szpiro and ABC Memento vom 17 Februar 2009 im Internet Archive englisch arxiv math 0408168 Andrea Surroca Siegel s theorem and the abc conjecture Riv Mat Univ Parma 7 3 2004 S 323 332 Waldschmidt Lecture on the abc conjecture and some of its consequences in Cartier u a Mathematics in the 21st century Springer 2015 S 214 Alan Baker Logarithmic forms and the abc conjecture In Gyory Petho T Sos ed Number Theory Eger 1996 de Gruyter 1998 S 37 44 Experiments on the abc conjecture Publ Math Debrecen 65 2004 S 253 260 zum Beispiel Lukas Pottmeyer Die Dichte quadratfreier Werte ganzzahliger Polynome Diplomarbeit Universitat Dortmund 2009 Seite III PDF Datei PDF 390 kB Bart de Smit Update on ABC triples auch weiterfuhrende numerische Ergebnisse ABC at Home Webseite Memento vom 18 November 2009 im Internet Archive Lagarias Soundararajan Smooth solutions of the abc conjecture In J Theorie Nombres Bordeaux Band 23 2011 S 209 arxiv 0911 4147 Preprint Smooth Solutions to the Equation A B C Memento vom 26 Dezember 2015 im Internet Archive PDF 237 kB Preprint 2010 Benne de Weger Numerical data related to the Lagarias Soundararajan xyz conjecture PDF 381 kB uberarbeiteter Preprint 2012 J B Conrey M A Holmstrom T L McLaughlin Smooth Neighbors Experimental Mathematics 22 2013 S 195 202 Machiel van Frankenhuysen A lower bound in the abc conjecture J Number Theory 82 2000 S 91 95 Machiel van Frankenhuysen Hyperbolic spaces and the abc conjecture Dissertation Nijmegen 1995 Carl Pomerance Computational Number Theory Ubersichtsartikel pdf 249 kB O Robert C L Stewart G Tenenbaum A refinement of the abc conjecture Preprint pdf 322 kB Bart de Smit ABC triples by merit R Mason Diophantine equations over function fields Cambridge University Press 1984 W W Stothers Polynomial identities and Hauptmoduln Quarterly 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Klarreich Titans of Mathematics Clash Over Epic Proof of ABC Conjecture Quanta Magazine 20 September 2018 Webseite von Mochizuki dazu mit dem Report von Scholze und Stix und Antworten von Mochizuki a b Ulf von Rauchhaupt ABC Vermutung Zahlentheorie am Limit In faz net 9 April 2020 ISSN 0174 4909 faz net abgerufen am 10 April 2020 Shinichi Mochizuki March 2018 Discussions on IUTeich Abgerufen am 10 April 2020 Davide Castelvecchi Mathematical proof that rocked number theory will be published In Nature Band 580 3 April 2020 S 177 177 doi 10 1038 d41586 020 00998 2 nature com abgerufen am 10 April 2020 Peter Scholze Zbl 1465 14002 PDF In zbMATH Abgerufen am 14 August 2021 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Abc Vermutung amp oldid 237400534