内容简介
数学因新的问题的出现而保持活力,问题来源于数学自身,也来自日益增多的需要运用数学的各种学科。《国外数学名著系列(影印版)29:数论中未解决的问题(第三版)》含有大量或许不易解决但浅显易懂的问题,这些问题可被数学素养程度不等的数学家在不同的深度上加以研究。新叛添加了关于对称素数和非对称素数、高阶幂求和、丢番图多元组、康韦RATS及回文数等方面的问题。在某些章节之后,作者还添加了非常有用而特别的部分:在OEIS(NeilSloane的整数列的网上百科全书)中可查到的参考文献。
内页插图
目录
Preface to the Third Edition
Preface to the Second Edition
Preface to the First Edition
Glossary of Symbols
Introduction
A.Prime Numbers
A1.Prime values of quadratic functions.
A2.Primes connected with factorials.
A3.Mersenne primes.Repunits.Fermat numbers.Primes of shape k.2n+1.
A4.The prime number race.
A5.Arithmetic progressions of primes.
A6.Consecutive primes in A.P.
A7.Cunningham chains.
A8.Gaps between primes. Twin primes.
A9.Patterns of primes.
A10.Gilbreath's conjeoture.
A11.Increasing and decreasing gaps.
A12.Pseudoprimes.Euler pseudoprimes.Strong pseudoprimes.
A13.Carmichael numbers.
A14."Good"primes and the prime number graph.
A15.Congruent products of consecutive numbers.
A16.Gaussian and Eisenstien-Jacobi primes.
A17.Formulas for primes.
A18.The Erdos-Selfridge classification of primes.
A19.Values of n making n-2k prime.Odd numbers not of the form pa 2b
A20.Symmetric and asymmetric primes.
B.Divisibility
C.Additive Number Theory
D.Diophantine Equations
E.Sequences of Integers
F.None of the Above
Index of Authors Cited
General Index
前言/序言
《代数几何导论:从经典到现代》 一部全面而深入的代数几何入门读本,旨在架起经典代数与现代抽象代数之间的桥梁,并为深入研究代数几何奠定坚实的基础。 --- 内容概述与特色 本书旨在为初学者提供一个清晰、严谨且富有启发性的代数几何入门路径。代数几何作为数学中一个既古老又充满活力的分支,深刻地融合了代数(特别是环论和域论)的精确性与几何直观的丰富性。本书的编写遵循循序渐进的原则,从最基本的概念出发,逐步引入现代代数几何的核心工具,并辅以大量的例子和练习,以确保读者能够扎实地掌握所学内容。 全书结构清晰,内容覆盖了从经典代数簇理论到现代概形理论的初步接触,力求在保持数学严谨性的同时,最大限度地激发读者的学习兴趣。 --- 第一部分:基础代数与经典几何的融合(代数基础与射影空间) 本部分侧重于构建必要的代数工具箱,并将其应用于对经典几何对象的描述。 第一章:复习与预备知识 本章作为导论,快速回顾了读者应具备的群论、环论(特别是Noether环、主理想域PIDs、唯一因子化整环UFDs)和线性代数的基础知识。重点强调了多项式环 $k[x_1, dots, x_n]$ 上的理想理论,为后续的代数集奠定基础。 第二章:仿射代数集(Affine Algebraic Sets) 这是本书的第一个核心几何对象。我们详细讨论了希尔伯特零点定理(Hilbert’s Nullstellensatz),它是连接理想与几何子集的最基本桥梁。通过对零点集的分析,引入了坐标环(Coordinate Ring)的概念,并阐述了仿射代数集之间的态射(Morphisms)是如何由环同态诱导的。本章深入探讨了素理想与不可约集(Irreducible Sets)之间的对应关系,最终引出代数簇(Algebraic Variety)的定义,并详细分析了曲线和曲面的具体实例。 第三章:射影空间(Projective Space) 为了克服仿射空间中“无穷远点”的缺失,本章引入了射影几何的基本框架 $mathbb{P}^n(k)$。我们详细定义了射影空间、齐次坐标,并讨论了齐次理想与射影代数集的对应关系。关键内容包括射影空间的拓扑性质(例如,其连通性和紧致性)以及齐次坐标环(Homogeneous Coordinate Rings)的构建。通过对经典二次曲线(如圆锥曲线)在射影平面 $mathbb{P}^2$ 上的分析,读者将直观感受到射影几何的优越性。 第四章:射影代数集与态射 在射影空间中,我们再次探讨了代数集的结构、维数理论(Dimension Theory)的初步概念,并研究了态射的性质。本章会涉及一些基础的代数几何构造,如笛卡尔乘积的射影嵌入。 --- 第二部分:局部化与更精细的结构(环论工具的应用) 本部分着重于引入局部化技术,这是现代代数几何区别于经典几何的关键工具之一。 第五章:局部化技术(Localization) 本章详细讲解了环的局部化过程,如何从一个环 $R$ 构造出在某个素理想 $P$ 处的局部环 $R_P$。我们将这种代数构造提升到几何层面,讨论局部环如何对应于代数集上的局部结构——即“函数在点附近的表现”。 第六章:光滑点与奇异点(Smooth and Singular Points) 利用局部化的概念,我们可以精确地定义一个代数集上的正规点(Regular Points),即代数几何中的“光滑点”。本章将解析函数的隐函数定理如何转化为代数几何中的微分(Differentials)概念,并导出判别奇异点的重要工具——雅可比矩阵(Jacobian Matrix)。通过实例分析,读者将理解奇异点(如尖点、自交点)在几何上的含义及其代数描述。 第七章:正规性与维度理论的深入 本章将进一步探讨环论中的正规性概念(Regularity),并将其与几何上的光滑性联系起来。随后,引入代数簇的维数概念,并使用 Krull 维度的相关理论,给出代数簇维数的精确定义。 --- 第三部分:概形理论的初步接触(从代数簇到概形) 为了处理更广泛的代数结构,尤其是那些涉及非代数闭域或具有“多重性”结构的例子,本书的最后一部分将引入概形(Scheme)的初步概念,作为从代数簇到现代代数几何的过渡。 第八章:预束与环化空间(Sheaves and Spec) 本章开始脱离传统的代数闭域 $k$ 的限制。首先介绍预束(Presheaves)的基本概念,作为描述局部信息的一种方式。随后,介绍斯佩克空间(Spec R),它将任何交换环 $R$ 转化为一个拓扑空间。这是代数几何“化繁为简”的核心步骤:所有重要的信息都编码在环 $R$ 中,而 Spec $R$ 提供了一个几何化的框架来容纳这些信息。 第九章:概形(Schemes) 基于预束和 Spec 空间,本章正式定义了概形(Scheme)。我们将看到,一个传统的代数簇 $V subset mathbb{A}^n$ 可以被视为一个特定的概形(即 $ ext{Spec}(k[x_1, dots, x_n]/I(V))$ 上的一个结构层)。本章会对比经典代数簇与概形在处理特征 $p$ 域上的优越性,并初步介绍结构层(Structure Sheaf)的概念,为后续的深入学习打下基础。 --- 适合读者 本书主要面向数学系本科高年级学生和研究生,特别是那些已经掌握抽象代数基础,并希望深入学习代数几何、代数拓扑或相关几何分支的学生。它也适合希望复习和系统化代数几何基础知识的科研人员。 前提知识: 抽象代数(群、环、域,重点是Noether环、PID、UFD)、线性代数、基础拓扑学知识。 本书的目标是,在不依赖于任何高等拓扑(如层论的深入知识)的前提下,使读者能够独立阅读和理解现代代数几何的经典文献,并为进入如代数曲线、模空间或更高级的层论奠定不可动摇的基石。