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第三百四十九章 希尔伯特的讲演

13)一般七次代数方程以二变量连续函数之组合求解的不可能性。七次方程x7ax3bx2cx1=0的根依赖于3个参数a、b、c;x=x(a,b,c)。这一函数能否用两变量函数表示出来?此问题已接近解决。1957年,苏联数学家阿诺尔德(arnold)证明了任一在〔0,1〕上连续的实函数f(x1,x2,x3)可写成形式∑hi(ξi(x1,x2),x3)(i=1--9),这里hi和ξi为连续实函数。柯尔莫哥洛夫证明f(x1,x2,x3)可写成形式∑hi(ξi1(x1)ξi2(x2)ξi3(x3))(i=1--7)这里hi和ξi为连续实函数,ξij的选取可与f完全无关。1964年,维土斯金(vituskin)推广到连续可微情形,对解析函数情形则未解决。

    (14)某些完备函数系的有限的证明。即域k上的以x1,x2,…,xn为自变量的多项式fi(i=1,…,m),r为k〔x1,…,xm]上的有理函数f(x1,…,xm)构成的环,并且f(f1,…,fm)∈k[x1,…,xm]试问r是否可由有限个元素f1,…,fn的多项式生成?这个与代数不变量问题有关的问题,日本数学家永田雅宜于1959年用漂亮的反例给出了否定的解决。

    (15)建立代数几何学的基础。荷兰数学家范德瓦尔登1938年至1940年,魏依1950年已解决。注一舒伯特(schubert)计数演算的严格基础。一个典型的问题是:在三维空间中有四条直线,问有几条直线能和这四条直线都相交?舒伯特给出了一个直观的解法。希尔伯特要求将问题一般化,并给以严格基础。现在已有了一些可计算的方法,它和代数几何学有密切的关系。但严格的基础至今仍未建立。

    (16)代数曲线和曲面的拓扑研究。此问题前半部涉及代数曲线含有闭的分枝曲线的最大数目。后半部要求讨论备dx/dy=y/x的极限环的最多个数n(n)和相对位置,其中x、y是x、y的n次多项式。对n=2(即二次系统)的情况,1934年福罗献尔得到n(2)≥1;1952年鲍廷得到n(2)≥3;1955年苏联的波德洛夫斯基宣布n(2)≤3,这个曾震动一时的结果,由于其中的若干引理被否定而成疑问。关于相对位置,中国数学家董金柱、叶彦谦1957年证明了(e2)不超过两串。1957年,中国数学家秦元勋和蒲富金具体给出了n=2的方程具有至少3个成串极限环的实例。1978年,中国的史松龄在秦元勋、华罗庚的指导下,与王明淑分别举出至少有4个极限环的具体例子。1983年,秦元勋进一步证明了二次系统最多有4个极限环,并且(!,3)分布,但证明有误,至今二次系统的问题尚未解决。

    (17)半正定形式的平方和表示。实系数有理函数f(x1,…,xn)对任意数组(x1,…,xn)都恒大于或等于0,确定f是否都能写成有理函数的平方和?1927年阿廷已肯定地解决。

    (18)用全等多面体构造空间。德国数学家比贝尔巴赫(bieberbach)1910年,莱因哈特(reinhart)1928年作出部分解决。

    (19)正则变分问题的解是否总是解析函数?德国数学家伯恩斯坦(bernrtein,1929)和苏联数学家彼德罗夫斯基(1939)已解决。

    (20)研究一般边值问题。此问题进展迅速,己成为一个很大的数学分支。日前还在继读发展。

    (21)具有给定奇点和单值群的fuchs类的线性微分方程解的存在性证明。此问题属线性常微分方程的大范围理论。希尔伯特本人于1905年、勒尔(rl)于1957年分别得出重要结果。1970年法国数学家德利涅(deligne)作出了出色贡献。

    (22)用自守函数将解析函数单值化。此问题涉及艰深的黎曼曲面理论,1907年克伯(be)对一个变量情形已解决而使问题的研究获重要突破。其它方面尚未解决。

    (23)发展变分学方法的研究。这不是一个明确的数学问题。20世纪变分法有了很大发展。