¿Cuáles son algunos problemas realmente fáciles de explicar que en realidad son increíblemente difíciles de resolver?

Aquí están algunos:

La conjetura de Twin Prime

Los números primos son esos unicornios mágicos que solo son divisibles por sí mismos y 1. Hasta donde sabemos, hay un número infinito de números primos, y los matemáticos están trabajando duro para encontrar constantemente el siguiente número primo más grande.

Pero, ¿hay una cantidad infinita de pares de números primos que difieran en dos, como 41 y 43? A medida que los números primos se hacen más y más grandes, estos números primos gemelos son más difíciles de encontrar, pero en teoría, deberían ser infinitos … el problema es que nadie ha sido capaz de demostrarlo todavía.

El problema del sofá móvil

Esto es algo con lo que la mayoría de nosotros hemos luchado antes: te estás mudando a un nuevo apartamento y tratando de traer tu viejo sofá. Pero, por supuesto, debes maniobrarlo en una esquina antes de que puedas sentirte cómodo en tu sala de estar.

En lugar de darse por vencido y simplemente comprar una bolsa de frijoles, en este punto, los matemáticos quieren saber: ¿cuál es el sofá más grande que cabe en una esquina de 90 grados, independientemente de su forma, sin que se doble? (Aunque están mirando todo desde una perspectiva bidimensional).

La conjetura de Collatz

La conjetura de Collatz es uno de los problemas matemáticos no resueltos más famosos, porque es tan simple que puedes explicárselo a un niño de primaria, y probablemente estarán lo suficientemente intrigados como para tratar de encontrar la respuesta por sí mismos.

Así es como funciona: elige un número, cualquier número.

Si es par, divídalo entre 2. Si es impar, multiplíquelo por 3 y agregue 1. Ahora repita esos pasos nuevamente con su nuevo número. Eventualmente, si continúas, eventualmente terminarás en 1 cada vez (pruébalo por ti mismo, esperaremos).

Tan simple como suena, en realidad funciona. Pero el problema es que, aunque los matemáticos han demostrado que este es el caso con millones de números, no han encontrado ningún número que no cumpla con las reglas.

“Es posible que haya un número realmente grande que llegue al infinito, o tal vez un número que se atasque en un bucle y nunca llegue a 1”, explica Thompson. “Pero nadie ha podido probar eso con certeza”.

La conjetura de Beal

La conjetura de Beal básicamente es así …

Si A ^ x + B ^ y = C ^ z

Y A, B, C, x, y y z son todos enteros positivos (números enteros mayores que 0), entonces A, B y C deben tener un factor primo común.

Un factor primo común significa que cada uno de los números debe ser divisible por el mismo número primo. Entonces 15, 10 y 5 tienen un factor primo común de 5 (todos son divisibles por el número primo 5).

Hasta ahora, tan simple, y parece algo que habrías resuelto en álgebra de secundaria.

Pero aquí está el problema. Los matemáticos nunca han podido resolver la conjetura de Beale, con x, y, y z siendo todos mayores que 2.

Por ejemplo, usemos nuestros números con el factor primo común de 5 de antes …

5 ^ 1 + 10 ^ 1 = 15 ^ 1

pero

5 ^ 2 + 10 ^ 2 ≠ 15 ^ 2

Actualmente se ofrece un premio de US $ 1 millón para cualquiera que pueda ofrecer una prueba revisada por pares de esta conjetura … así que calcule.

El problema del cuadrado inscrito

Este requiere un pequeño dibujo. En una hoja de papel, dibuje un bucle: no tiene que tener ninguna forma establecida, solo un bucle cerrado que no se cruce.

De acuerdo con la hipótesis del cuadrado inscrito, dentro de ese bucle, deberías poder dibujar un cuadrado que tenga las cuatro esquinas tocando el bucle, como en el diagrama de arriba.

Suena simple … pero matemáticamente hablando, hay muchas formas de bucle posibles, y actualmente es imposible decir si un cuadrado podrá tocarlas todas.

Conjetura de Goldbach

Similar a la conjetura de Twin Prime, la conjetura de Goldbach es otra pregunta aparentemente simple sobre los números primos y es famosa por lo engañosamente fácil que es. La pregunta aquí es: ¿cada número mayor que 2 es la suma de dos primos?

Parece obvio que la respuesta sería sí, después de todo, 1 + 2 = 3, 3 + 1 = 4, y así sucesivamente.

Pero, de nuevo, nadie ha podido demostrar que este siempre será el caso, a pesar de años de intentos.

La realidad es que, a medida que continuamos calculando números cada vez más grandes, eventualmente podemos encontrar uno que no sea la suma de dos primos … o unos que desafíen todas las reglas y la lógica que tenemos hasta ahora. Y puede estar seguro de que los matemáticos no dejarán de buscar hasta que lo encuentren.

La hipótesis de Riemann

La función Riemann Zeta es el nombre específico dado a esta belleza de una función.

El cero de cualquier función es cualquier entrada para la que la salida es cero.

Por ejemplo: f (x) = x-1

tiene cero en x = 1;

Bac a la función Riemann Zeta.

La hipótesis de Riemann dice que la función Zeta de Riemann es igual a cero cuando la entrada tiene la forma 1/2 + i * x, donde x es cualquier número real. Por ejemplo, la función es igual a cero cuando s = 1/2 + 2i.

Suena fácil de probar, ¿verdad? Realmente no. Muchos científicos informáticos y matemáticos ansiosos han pasado décadas de tiempo informático tratando de demostrar que está equivocado al encontrar un contraejemplo. Tal ejemplo contrario nunca se ha encontrado, y la hipótesis parece ser cierta. Nunca se ha probado, por lo que no es un teorema.

La hipótesis es bastante importante en matemáticas. Muchos otros teoremas son verdaderos si y solo si la hipótesis de Riemann es verdadera. Tiene muchas aplicaciones para comprender la forma en que funcionan los números primos.

a) Números de Lychrel:

Un número de Lychrel es un número natural que no puede formar un palíndromo a través del proceso iterativo de invertir repetidamente sus dígitos y sumar los números resultantes.

En la base diez, todavía no se ha demostrado que existan números de Lychrel, pero muchos, incluido 196, se sospechan por razones heurísticas y estadísticas.

b) ¿Hay infinitos primos de la serie Fibonacci?

Un primo de Fibonacci es un número de Fibonacci que es primo, un tipo de primo de secuencia entera.

c) Probar que 10 es un número solitario

En teoría de números, los números amistosos son dos o más números naturales con una abundancia común, la razón entre la suma de los divisores de un número y el número mismo. Dos números con la misma abundancia forman un par amistoso; n números con la misma abundancia forman una n- tupla amigable.
Ser mutuamente amigable es una relación de equivalencia, y por lo tanto induce una partición de los elementos positivos naturales en clubes (clases de equivalencia) de números mutuamente amigables.
Un número que no forma parte de ningún par amistoso se llama solitario.

Mención de Honor:

La conjetura abc

La conjetura abc (también conocida como conjetura de Oesterlé-Masser ) es una conjetura en la teoría de números, propuesta por primera vez por Joseph Oesterlé (1988) y David Masser (1985) como un análogo entero del teorema de Mason-Stothers para polinomios. La conjetura se expresa en términos de tres enteros positivos, a , byc (de ahí el nombre), que no tienen factores comunes mayores que 1 y satisfacen a + b = c . Si d denota el producto de los distintos factores primos de abc , la conjetura esencialmente establece que d generalmente no es mucho más pequeño que c . En otras palabras: si ayb están compuestos de grandes potencias de primos, entonces c generalmente no es divisible por grandes potencias de primos. La declaración precisa se da a continuación.

Fuentes:
Lista de problemas no resueltos en matemática
Problemas sin resolver
Número de Lychrel
Número amigable
Fibonacci Prime
conjetura abc
La teoría matemática más compleja del mundo ‘resquebrajada’
Número solitario – de Wolfram MathWorld

He aquí un dato curioso: si [matemática] 6 [/ matemática] personas están en una fiesta, entonces [matemática] 3 [/ matemática] de todos ellos se conocen, o [matemática] 3 [/ matemática] de todos ellos no No nos conocemos. Además, esto no es cierto si [math] 6 [/ math] se reemplaza por [math] 5 [/ math]. Esto dice que el número de Ramsey [matemática] R (3, 3) [/ matemática] es igual a [matemática] 6 [/ matemática] (ver el teorema de Ramsey para una definición más completa).

Del mismo modo, si [matemática] 18 [/ matemática] personas están en una fiesta, entonces [matemática] 4 [/ matemática] de todos ellos se conocen, o [matemática] 4 [/ matemática] de ellos no lo saben El uno al otro. Además, esto no es cierto si [math] 18 [/ math] se reemplaza por [math] 17 [/ math]. Esto dice que el número de Ramsey [matemática] R (4, 4) [/ matemática] es igual a [matemática] 18 [/ matemática].

Es un problema abierto determinar el valor de [math] R (5, 5) [/ math].

Este es particularmente frustrante porque, a diferencia de muchos de los otros ejemplos aquí, en principio resolver este problema implica verificar finitamente muchos casos. ¡Pero hay demasiados casos!

Creo que el teorema de los cuatro colores es una opción obvia. Muestre que cualquier gráfico plano es de 4 colores (a menudo explicado como: puede colorear cualquier país en un mapa con un máximo de 4 colores distintos, de modo que no haya dos países adyacentes que tengan el mismo color). Se ha demostrado, pero está bastante involucrado.

Sin embargo, cuando se trata de declaraciones simples que son difíciles de probar, no hay una mina de oro más grande que los números primos . Aquí hay unos ejemplos:

  • ¿Existen infinitamente p tales que p y p + 2 sean primos? Esto está abierto: conjetura doble primo.
  • Para cualquier a y b, existen infinitamente n tales que a + bn es primo. Esto se conoce como teorema de Dirichlet. Es difícil, pero fue probado en 1837, y creo que puedes leer la prueba si solo conoces algo de teoría y análisis de números.
  • Existen secuencias aritméticas arbitrariamente largas (a, a + b, …, a + bn) de números primos. Este es el teorema de Green-Tao. Fue probado en 2004, por lo que es un poco más difícil que el de Dirichlet. Realmente no sé lo que está involucrado.

Encuentre 157 subconjuntos, cada uno de tamaño 13, de un conjunto X que tenga el tamaño 157 de manera que cada par de subconjuntos tenga exactamente un elemento en común.

Tal colección correspondería a un plano proyectivo (finito) de orden 12 (tenga en cuenta que 157 = 12 ^ 2 + 12 + 1). Se sabe que para cada potencia principal q existe un plano proyectivo de orden q, es decir, una colección de subconjuntos (q + 1) de un conjunto de tamaño q ^ 2 + q + 1 con la propiedad de que cada par de subconjuntos tener exactamente un elemento en común. Y si conoce algo de álgebra lineal básica sobre campos finitos, entonces es fácil construir un plano tan proyectivo.

El teorema de Bruck-Ryser-Chowla muestra que si existe un plano proyectivo de orden n y n deja un resto de 1 o 2 cuando se divide por 4, entonces n debe ser una suma de dos cuadrados. Esto excluye la posibilidad de un plano proyectivo de orden 6. El número más pequeño que escapa a este teorema es 10. De 1980 a 1989, Lam y sus colaboradores trabajaron en una búsqueda por computadora para encontrar un plano proyectivo de orden 10 mientras usaban varias ideas y resultados. de la teoría de codificación, teoría de grupos y geometría finita. Finalmente demostraron que no existe tal plano proyectivo. Vea esta agradable encuesta de Lam: La búsqueda de un plano proyectivo finito de orden 10.

El siguiente caso más pequeño a considerar es el orden 12. Y estamos atascados. Apenas ha habido un progreso significativo en la resolución de ese problema (vea esta publicación de desbordamiento matemático: Plano proyectivo del orden 12). La conjetura es que no existe tal plano. Y una versión más fuerte de esta conjetura es que los planos proyectivos finitos existen solo para el orden de primer poder. Esta es la llamada conjetura de primer poder.

Cuando los números que estamos multiplicando están separados por 2 (ejemplo 7 y 5), luego multiplique el número en el medio por sí mismo y reste uno.

(6 * 6 – 1 en este caso)

Por ejemplo :
5 × 5 = 25 es solo uno más grande que 6 × 4 = 24
6 × 6 = 36 es solo uno más grande que 7 × 5 = 35
7 × 7 = 49 es solo uno más grande que 8 × 6 = 48
8 × 8 = 64 es solo uno más grande que 9 × 7 = 63


Multiplicando por nueve

Cuando multiplicas por 9, en tus dedos (comenzando con el pulgar) cuenta el número por el que multiplicas y mantén presionado ese dedo. El número de dedos antes del dedo presionado es el primer dígito de la respuesta y el número de dedo después del dedo presionado es el segundo dígito de la respuesta.


Multiplica hasta 19X19 en tu cabeza

Digamos que necesitas multiplicar 15X13

1.) Siempre coloque el mayor número de los dos en su mente (15 en este caso)

2.) Agréguelo con el segundo dígito del número inferior (15 + 3 = 18 – Vamos a llamarlo A )

3.) Reste el número inferior por su segundo dígito (13-3 = 10 – Vamos a llamarlo B)

4.) Ahora multiplique A por B (18 * 10 = 180 – Vamos a llamarlo C

5.) Ahora multiplica el segundo dígito de ambos números (5 * 3 = 15 – Vamos a llamarlo D )

6.) Agregue C y D para ver su respuesta (180 + 15 = 195)

Mi respuesta: las matemáticas en sí.

Probar que 1 + 1 = 2 ha producido quizás una de las pruebas matemáticas más grandes jamás escritas para un axioma tan simple y dado por sentado. Y al final de todo, tuvo que ser abandonado.

A principios del siglo XX, un grupo de matemáticos que incluía a Bertrand Russell y North Whitehead decidieron que querían una formalización completa de las matemáticas. La idea era crear un Principia Mathematica que describiera las matemáticas de la manera más completa posible. Cada axioma sería verdadero o falso, cada declaración verdadera se probaría como verdadera, y cada declaración falsa se probaría como falsa. Comenzaron con los números naturales y la aritmética de Peano. Les tomó más de 300 páginas de nada más que notación matemática para demostrar sin lugar a dudas que 1 + 1 = 2.

¿Qué salió mal? Bueno, un caballero llamado Kurt Godel, eso es lo que. En medio del fervor de Principia Mathematica, Godel publicó el primero de sus teoremas de incompletitud que esencialmente cambió para siempre el panorama matemático.

Godel demostró sin lugar a dudas que cualquier sistema matemático (incluido uno destinado a expresar la aritmética de Peano) sería inconsistente o incompleto. No podría ser a la vez consistente y completo. Es decir, en un sistema completo propuesto como Principia Mathematica, algunas cosas verdaderas no podrían probarse como verdaderas (incompletas) o algunas cosas falsas serían probadas como verdaderas (inconsistentes).

Y Principia Mathematica tuvo que ser abandonado.
Y las matemáticas siempre carecerán de un sistema completo y consistente.
Y Russel y Whitehead mataron a tiros a Godel.

Ramsey números !!

Estás organizando una fiesta. Cada par de asistentes es un par de amigos o un par de enemigos. Se dice que un grupo de personas son amigos mutuos (enemigos) si cada pareja del grupo son amigos (enemigos).

¿Cuántas personas tienes que tener en la fiesta para garantizar que tienes 3 amigos mutuos o 3 enemigos mutuos?

La respuesta a esta pregunta es 6. (Más información sobre cómo mostrar esto más adelante). Cualquier grupo de 6 personas tendrá 3 amigos mutuos o 3 enemigos mutuos. Para establecer alguna notación, aceptemos que [matemáticas] R (3,3) = 6 [/ matemáticas], donde los primeros 3 denotan el número de amigos y los segundos 3 denotan el número de enemigos.

Entonces [math] R (k, j) [/ math] es el número de asistentes que necesitará para garantizar que [math] k [/ math] amigos mutuos o [math] j [/ math] enemigos mutuos.

El teorema de Ramsey se puede usar para mostrar que [matemáticas] R (k, j) [/ matemáticas] es finito para cada [matemáticas] k, j [/ matemáticas]. Sin embargo, el cálculo del valor exacto de [math] R (k, j) [/ math] solo se ha realizado para algunos casos especiales.

Miremos nuevamente a [matemáticas] R (3,3) [/ matemáticas]. Considera colocar un punto en el avión para cada persona en la fiesta y conectar los puntos entre cada grupo de amigos con una línea roja y los puntos entre cada grupo de enemigos con una línea azul. Considere la siguiente colección de 5 personas o puntos.
Puede verificar que ninguna colección de 3 puntos forme un triángulo con los mismos lados de color. Por lo tanto, en esta fiesta, no hay una colección de 3 amigos mutuos o 3 enemigos mutuos. Debemos tener que [matemáticas] R (3,3)> 5 [/ matemáticas]. ¿Cómo podemos probar que el verdadero valor es 6?

  • Tome cualquier gráfico de 6 vértices donde todos los bordes hayan sido coloreados en rojo o azul.
  • Elige uno de los 6 vértices y considera todos los bordes que se extienden desde este vértice. Como hay otros 5 puntos, hay 5 bordes que se extienden desde el vértice.
  • Al menos 3 bordes deben tener el mismo color. Digamos que al menos 3 bordes son azules.
  • Ahora considere los 3 puntos al final de estos bordes azules. Si alguno de ellos está conectado por una línea azul, estos dos puntos y el primer punto forman un triángulo azul, por lo que encontraríamos 3 enemigos mutuos.
  • La única otra opción es que ninguno de estos tres puntos esté conectado por una línea azul. Entonces estos 3 puntos están todos conectados por líneas rojas. Por lo tanto, forman un triángulo rojo! ¡Tres amigos en común!

Hemos demostrado que cualquier grupo con 6 personas debe tener 3 amigos mutuos o tres enemigos mutuos, por lo que [matemáticas] R (3,3) = 6 [/ matemáticas].

Probablemente parece que podrían hacerse argumentos similares para encontrar otros valores [matemáticos] R (k, j) [/ matemáticos]. Resulta que no es tan fácil. El número de gráficos con vértices [matemáticos] n [/ matemáticos] que están conectados por un borde rojo o azul es [matemático] 2 ^ {\ frac {n (n-1)} {2}} [/ matemático] , y aunque muchos de estos son fácilmente comprobables o eliminables mediante argumentos de simetría, el número de gráficos crece tan rápido que sin una teoría sólida para eliminar muchos de estos gráficos, ni siquiera podemos diseñar un algoritmo para verificar todos los gráficos de un cierto tamaño

Se ha demostrado que [matemáticas] R (4,4) = 18 [/ matemáticas]. Tenga en cuenta que esto requiere producir un gráfico con 17 vértices donde no hay grupos de 4 vértices mutuamente coloreados de rojo o azul. Existen
[matemáticas] 2 ^ {17 * 16/2} = 8.7… * 10 ^ {40} [/ matemáticas] gráficos con 17 vértices, por lo que no hay posibilidad de realizar una búsqueda exhaustiva en una computadora para encontrar dicho gráfico. Una vez que tengamos este ejemplo, todavía tenemos que demostrar que cada gráfico con 18 vértices tiene las propiedades requeridas.

Aún más interesante es que [matemática] R (k, k) [/ matemática] aún es desconocida para todos [matemática] k> 4 [/ matemática]. Se sabe que [matemáticas] R (5,5) [/ matemáticas] está entre 43 y 49, pero aún no podemos encontrar el valor exacto.

El famoso Paul Erdos hizo un comentario maravilloso sobre estos números.

“Supongamos que los extraterrestres invaden la tierra y amenazan con destruirla en un año, a menos que los seres humanos puedan encontrar el número de Ramsey para el rojo cinco y el azul cinco. Podríamos reunir las mejores mentes y las computadoras más rápidas del mundo, y dentro de un año probablemente podríamos calcular el número valor. Si los extraterrestres exigieran el número de Ramsey para el seis rojo y el seis azul, sin embargo, no tendríamos más remedio que lanzar un ataque preventivo “.

-Como en “Ramsey Theory” de Ronald L. Graham y Joel H. Spencer, en Scientific American (julio de 1990), p. 112-117

Cuboide perfecto

¿Existe un cuboide ( es decir , una caja rectangular) cuyos bordes, diagonales de la cara y diagonal del cuerpo tienen longitudes enteras?

Se ha demostrado que todo lo siguiente es posible:

  • Todos los bordes y diagonales de la cara de longitud entera (ladrillo de Euler), pero no diagonal del cuerpo
  • Todos los bordes y dos de las tres diagonales de la cara de longitud entera, junto con la diagonal del cuerpo
  • Todas las diagonales de la cara y la diagonal del cuerpo de longitud entera, pero solo dos de los tres bordes
  • Paralelepípedo con todos los bordes, diagonales de cara y diagonal del cuerpo de longitud entera, donde cuatro de las seis caras son rectangulares

Pero a partir de ahora, nadie ha encontrado un cuboide perfecto, ni nadie ha demostrado que no pueda existir.

Un candidato es la conjetura de Goldbach. Es una de las conjeturas más antiguas y conocidas en la teoría de números, que establece que

Cada número par mayor que 2 se puede expresar como la suma de dos primos.

Hay una conjetura más débil, llamada acertadamente la conjetura débil de Goldbach, que también atrajo mucha atención y finalmente fue probada por Harald Helfgott tan recientemente como en 2013.

Cada número impar mayor que 5 se puede expresar como la suma de tres primos.

También hay una muy buena novela que romantiza el esfuerzo de un hombre para atacar este problema: el tío Petros y la conjetura de Goldbach: una novela de obsesión matemática

P vs. NP

Conceptualmente, ¿puede una solución a un problema que una computadora puede verificar rápidamente también ser resuelta rápidamente por una computadora?

Este problema es lo suficientemente difícil como para que aún no se haya resuelto, y hay una recompensa de $ 1 millón para quien pruebe P = NP o P ≠ NP.

Nota: Di una definición informal del problema, pero aquí hay algunos detalles más.

En términos más técnicos, rápidamente significa tiempo polinómico. Resolver significa encontrar la solución en una máquina de Turing determinista y verificar significa encontrar la solución en una máquina de Turing no determinista.

Los pares de números primos que están separados solo por 2, como 3 y 5, 5 y 7, 11 y 13, o 101 y 103, se llaman primos gemelos. ¿Hay infinitos primos gemelos?

Este simple problema sigue siendo una conjetura abierta. Hace solo dos años, Yitang Zhang logró demostrar que para algún número entero N menor de 70 millones, hay infinitos números primos que difieren en N. Quizás 2 es uno de esos números enteros.

Ver Twin Prime para más información.

1 + 1 = 2

Tomó Alfred North Whitehead y Bertrand Russell 378 páginas para probarlo.

En realidad, todavía no estaban allí. Después de 378 páginas, pudieron hablar sobre cómo podría probar que 1 + 1 = 2. Pero en realidad no podían hacerlo todavía, porque aún no habían logrado definir la suma.

Referencia: http://scienceblogs.com/goodmath

El problema P v. NP. Es un problema fundamental para los informáticos y matemáticos. Pregunta si cualquier problema sobre qué solución se puede verificar fácilmente también se puede encontrar fácilmente usando una computadora. Si se encuentra una solución, tendría enormes implicaciones. Por ejemplo, los mensajes cifrados dependen de ser difíciles de resolver.

¿Puedo agregar la conjetura de Collatz:

1) Comience con cualquier número entero positivo [matemáticas] n [/ matemáticas].
2) Si [math] n [/ math] es 1, deténgase.
3) Si [math] n [/ math] es par, divídalo por dos.
4) Si [math] n [/ math] es impar, multiplíquelo por tres y agréguele 1.
5) Ir al paso 2.

La conjetura de Collatz es: este algoritmo siempre se detendrá, es decir, el número 1 siempre aparecerá eventualmente.

Muy simple de proponer, pero es tan difícil demostrar que nadie lo ha logrado aún. El notable matemático Erdös una vez ofreció $ 500 por su solución.

La conjetura de Goldbach es mi favorito personal: cada número entero mayor que 2 puede expresarse como la suma de dos números primos. La verdad de la conjetura es desconocida para todos los números primos.

para un problema resuelto, me gusta el teorema libre de cuadrados de thue, declarado ingenuamente como “usando solo tres símbolos puedo construir una secuencia de cualquier longitud tal que no haya subsecuencia próxima a sí misma”.

Si está buscando problemas que sean fáciles de enunciar, creo que la conjetura de Goldbach es de la misma variedad. La conjetura es que cualquier número entero n> 2 puede expresarse como la suma de 2 números primos.

Esta conjetura actualmente es un problema no resuelto en matemáticas.

Otro resultado simple que requiere algo de trabajo para probar es el cambio de fórmula de variables en múltiples dimensiones (una declaración más completa del teorema está en el enlace) [matemáticas] \ int _ {\ phi (U)} f (\ textbf {u} ) d \ textbf {u} = \ int_U f (\ phi (\ textbf {u})) | det J_ \ phi | d \ textbf {u} [/ math] para el cual se muestra una prueba aquí http://www.math.ualberta.ca/~xic

El teorema del mapa de cuatro colores, en pocas palabras, dice que solo se necesitan cuatro colores para colorear cualquier mapa, de modo que ninguna región que comparta un borde común tenga el mismo color. Un niño de cinco años puede entender esto, pero la prueba más corta conocida es tan larga e intrincada que se requiere una computadora para la verificación de una manera esencial.

Para exponer el problema con precisión en lenguaje matemático, un “mapa” debe definirse como una separación de un plano en regiones, y las regiones no pueden ser extrañas, como tener un área finita pero bordes infinitamente ondulados.

El problema cautivó a los matemáticos durante más de 100 años, hasta que finalmente fue probado en 1976 por Appel y Haken. Este fue el primer ejemplo de un importante teorema matemático que recibió una prueba que requiere una computadora para la verificación.

Teorema de cuatro colores.

Dado un conjunto de enteros que no tienen divisores comunes, por lo tanto, digamos dado [math] A = \ {2,3,5 \} [/ math], ¿qué podemos decir sobre los números que pueden desglosarse como una suma? de (posiblemente múltiples) [matemáticas] 2 [/ matemáticas], [matemáticas] 3 [/ matemáticas] y [matemáticas] 5 [/ matemáticas]? ¿Qué tan grandes pueden ser estos números? Resulta que para números lo suficientemente grandes podemos expresarlos todos como una suma de estos números. Pero, ¿qué pasa si alguien pregunta “Bueno, qué tan grandes tienen que ser los números?” Luego puede ver el número más pequeño de manera que cada número posterior sea una suma de su conjunto original, llame a esto [matemáticas] F (A) [/ matemáticas], o puede ver el número más grande que no se puede expresar como una suma de números de su conjunto, llame a esto [matemáticas] G (A) [/ matemáticas]. Resulta que [matemática] F (A) = G (A) +1 [/ matemática] pero para un conjunto arbitrario [matemática] A [/ matemática] encontrar cualquiera de estos es un problema abierto.

Entonces, una aplicación del mundo real es si ordena McNuggets de pollo, que vienen en tamaños de [matemática] \ {4,6,9,20 \} [/ matemática], ¿qué cantidad de McNuggets no puede ordenar?