2018年11月12日月曜日

韦达与古今数学之变 2018-11-09 10:48 来源:科技日报

韦达与古今数学之变

2018-11-09 10:48 来源:科技日报 

  提到文艺复兴时期的著名数学家韦达,当代中学生恐怕对他的大名并不陌生。因为在中学数学中经常用到的一元二次方程的“求根公式”,就叫“韦达定理”。
  韦达定理的推导似乎并不难,事实上一个学过初学代数的中学生就足以完成这一推导——对于任意形如ax2+bx+c=0的方程,只要把方程左边化为(x-x1)(x-x2)=0的形式,x1和x2就是两个根了,说白了也就是几步四则运算罢了。
  但是,为什么这样一个简单的推导,竟要等到16世纪才由韦达完成呢?古代的数学家难道不会解方程吗?
  韦达的这个方程,古代数学家还真的不会解。韦达之所以被称作现代代数学之父,他最伟大的贡献并不是在于给出了方程的根的通式,而是给出了方程本身的通式。这一创造标志着现代数学对古代数学完成了最大的颠覆。
  在“代数之父”花拉子米那里,他的代数学著作通篇都是文字与图形,并没有使用符号来表达的式子,甚至连他自己引入的阿拉伯数字,也极少使用。所以韦达的工作,还建立在对缩写符号的普遍应用之上。这一工作一方面是基于对古希腊数学家丢番图著作的重新阐释,另一方面也依赖于欧洲中世纪以来商人传统下各种运算符号的发明和普及。而韦达作为科学家,并不像商人那样,只是把缩写符号当作一种便利的手段,他追求的是科学的目标:普遍性。因此他进一步发扬了符号的应用,完成了最后这临门一脚——用符号来表示已知数。
  用符号来表示未知数的做法早已有之,但用符号指代已知量的做法显得更曲折一些。
  广义上讲,早在欧几里德时,就会用ab表示a点到b点之间的线段,在中世纪数学家那里,有时会更简略地用b表示线段AB。但线段a和系数a还不是一回事,用a表示一条线段,因为前者是一个具体的对象,或者说是一段有确定长度的量,而后者是一个纯粹的“数”,没有单位的“数”。于是这里我们就遇到了韦达工作的又一项标志性的意义:把古希腊以来数学家坚持明确区分的数与量给混同了,并把量的同类性原则消解掉了。
  一个数可以加上另一个数,这是基本的算术运算,但一个量并不总是能加上另一个量。比如说,我们用a表示一条线段,b指代一个面积,那么a+b是什么意思呢?一条线段怎么能和一块面积相加呢?也就是说,只有同类的量在特定的语境下才是可以相加的,这种量的运算的同类性原则,在韦达本人那里仍然顽固地保留着,在x3+ax=b这样的方程中,韦达把a称作“面”,把b称作“体”。但事实上,当我们用a、b、c这些中性的字母来表达它们时,它们就被直接称作“a”或“b”,而没有人再去纠结它们实质上是“a面”还是“a体”的问题了。最终在笛卡尔那里,通过引入“单位1”,同类性原则被彻底打破,这是后话了。
  韦达符号代数的建立,意义不仅在于改变了人们解方程的方法,更重要的是,改变了人们对于数学与现实关系的理解。人们自古以来就善于运用各种抽象符号,文字本身就是一种抽象符号。但在古代,抽象符号的意义始终附着于被抽象物本身,当人们对抽象符号进行运算的时候,心目中想的始终还是被抽象物之间的关系,符号只是一种方便言说的缩写代号,当人们进行数学运算时,其实是在通过符号,求解某些现实事物之间的关系。所以人们对于符号背后究竟指代的是什么,总是非常谨慎的。
  比如负数、无理数、虚数之类的东西,它们作为抽象符号,被抽象的那个现实的事物究竟是什么呢?这些问题直到20世纪也没有完全争论清楚。然而在符号代数的视野下,符号不再总是被用来指代一个具体的量,而是可以指代一个“一般的数”。数本身没有任何具体性,而是完全中性的,没有单位或量纲。于是,人们可以把某个方程究竟有什么现实意义这一问题搁置一边,而专注于演算符号之间的运算规则。
  这样我们才能够理解,为什么一个现代小学生就可以轻松地理解“负数”的概念,而古代最伟大的数学家却理解不了。这是因为思考的方向完全不同,他们的出发点是现实的事物及其关系,而我们的出发点的是符号及其运算规则。
  在某种意义上说,韦达标志着数学从古老的自然哲学传统中独立出来,成为一个自圆其说的符号系统。与同样与传统割裂的力学一样,现代数学是用合法性(合规则性)取代了对合理性的诉求。
  (作者系清华大学科技史系助理教授)

ゼロ除算の発見は日本です:
∞???    
∞は定まった数ではない・
人工知能はゼロ除算ができるでしょうか:

とても興味深く読みました:2014年2月2日 4周年を超えました:
ゼロ除算の発見と重要性を指摘した:日本、再生核研究所


ゼロ除算関係論文・本
\documentclass[12pt]{article}
\usepackage{latexsym,amsmath,amssymb,amsfonts,amstext,amsthm}
\numberwithin{equation}{section}
\begin{document}
\title{\bf  Announcement 461:  An essence of division by zero and a new axiom}
\author{{\it Institute of Reproducing Kernels}\\
kbdmm360@yahoo.co.jp
 }
\date{2018.11.10}
\maketitle

 In order to see an essence of our division by zero calculus, we will state a simple survey.

As the number system,  division by zero is realized as the {\bf Yamada field} with the definition of the general fractions $a/b$ containing the case $b=0$, and its various meanings and applications are given. In particular, see \cite{msy} and see also the references.
The field structure is, of course, fundamental in the algebraic structure.


However, apart from  various motivations and any  background, we will give the definition of the  division by zero calculus as follows:
\medskip

 For any  \index{Laurent expansion}Laurent expansion around $z=a$,
\begin{equation} \label{dvc5.1}
f(z) = \sum_{n=-\infty}^{-1}  C_n (z - a)^n + C_0 + \sum_{n=1}^{\infty} C_n (z - a)^n
\end{equation}
we define the division by zero calculus
\begin{equation}\label{dvc5.2}
f(a) =  C_0.
\end{equation}


For the correspondence \eqref{dvc5.2} for the function $f(z)$, we will call it {\bf the division by zero calculus}. By considering  derivatives in \eqref{dvc5.1}, we {\bf  define} any order derivatives of the function $f$ at the singular point $a$ as
$$
f^{(n)}(a) = n! C_n.
$$


\medskip

The division by zero calculus seems to be strange firstly, however, by its various applications and results, we will see that the concept is fundamental in our elementary mathematics, globally. See the references.

For its importance, the division by zero calculus  may be looked as a {\bf  new axiom.}
\medskip

Firstly, for the fundamental function $W= F(z) = 1/z$, we have, surprisingly
$$
 F(0) = 0.
$$
We see its great impacts to our basic idea for the space and in our Euclidean space.
  From the form, we should consider that
\begin{equation}
\frac{1}{0} =0.
\end{equation}
Note that this representation and identity is not any result, but it is only the definition of
$\frac{1}{0}$. Of course, it is not the usual definition as the solution of the equation $0 \cdot z =1$. Here, we are stating that the division by zero calculus and the form of the elementary function lead us to the identity (0.3).
\medskip
\bigskip

{\bf \Large Could we divide the numbers and functions by zero?}
\medskip

For this old and general question, we will give a simple answer.

For any analytic function
$f(z)$ around the origin $z=0$ that is permitted to have any singularity at $z=0$ (of course, any constant function is permitted),
we can consider the value, by the division by zero calculus

\begin{equation}
\frac{f(z)}{z^n}
\end{equation}
at the point $z=0$, for any positive integer $n$. This will mean that from the form
we can consider it as follows:
\begin{equation}
\frac{f(z)}{z^n}\mid_{x=0}.
\end{equation}
\bigskip
For example,
$$
\frac{e^{x}}{x^n}\mid_{x=0} = \frac{1}{n!}.
$$
\medskip

{\bf \Huge In this sense, we can divide the numbers and analytic functions by zero.}

\bibliographystyle{plain}
\begin{thebibliography}{10}


\bibitem{kmsy}
M. Kuroda, H. Michiwaki, S. Saitoh, and M. Yamane,
New meanings of the division by zero and interpretations on $100/0=0$ and on $0/0=0$,
Int. J. Appl. Math.  {\bf 27} (2014), no 2, pp. 191-198,  DOI: 10.12732/ijam.v27i2.9.

\bibitem{ms16}
T. Matsuura and S. Saitoh,
Matrices and division by zero $z/0=0$,
Advances in Linear Algebra \& Matrix Theory, {\bf 6}(2016), 51-58
Published Online June 2016 in SciRes.   http://www.scirp.org/journal/alamt
\\ http://dx.doi.org/10.4236/alamt.2016.62007.


\bibitem{mms18}
T. Matsuura, H. Michiwaki and S. Saitoh,
$\log 0= \log \infty =0$ and applications. Differential and Difference Equations with Applications. Springer Proceedings in Mathematics \& Statistics. {\bf 230}  (2018), 293-305.

\bibitem{msy}
H. Michiwaki, S. Saitoh and  M.Yamada,
Reality of the division by zero $z/0=0$.  IJAPM  International J. of Applied Physics and Math. {\bf 6}(2015), 1--8. http://www.ijapm.org/show-63-504-1.html

\bibitem{mos}
H. Michiwaki, H. Okumura and S. Saitoh,
 Division by Zero $z/0 = 0$ in Euclidean Spaces,
 International Journal of Mathematics and Computation, {\bf 2}8(2017); Issue  1, 1-16.


\bibitem{osm}
H. Okumura, S. Saitoh and T. Matsuura, Relations of   $0$ and  $\infty$,
Journal of Technology and Social Science (JTSS), {\bf 1}(2017),  70-77.

\bibitem{os}
H. Okumura and S. Saitoh, The Descartes circles theorem and division by zero calculus. https://arxiv.org/abs/1711.04961 (2017.11.14).

\bibitem{o}
H. Okumura, Wasan geometry with the division by 0. https://arxiv.org/abs/1711.06947 International  Journal of Geometry.

\bibitem{os18april}
H.  Okumura and S. Saitoh,
Harmonic Mean and Division by Zero,
Dedicated to Professor Josip Pe\v{c}ari\'{c} on the occasion of his 70th birthday, Forum Geometricorum, {\bf 18} (2018), 155—159.

\bibitem{os18}
H. Okumura and S. Saitoh,
Remarks for The Twin Circles of Archimedes in a Skewed Arbelos by H. Okumura and M. Watanabe, Forum Geometricorum, {\bf 18}(2018), 97-100.

\bibitem{os18e}
H. Okumura and S. Saitoh,
Applications of the division by zero calculus to Wasan geometry.
GLOBAL JOURNAL OF ADVANCED RESEARCH ON CLASSICAL AND MODERN GEOMETRIES” (GJARCMG),  {\bf 7}(2018), 2, 44--49.


\bibitem{ps18}
S. Pinelas and S. Saitoh,
Division by zero calculus and differential equations. Differential and Difference Equations with Applications. Springer Proceedings in Mathematics \& Statistics. {\bf 230}  (2018), 399-418.


\bibitem{s14}
S. Saitoh, Generalized inversions of Hadamard and tensor products for matrices,  Advances in Linear Algebra \& Matrix Theory.  {\bf 4}  (2014), no. 2,  87--95. http://www.scirp.org/journal/ALAMT/

\bibitem{s16}
S. Saitoh, A reproducing kernel theory with some general applications,
Qian,T./Rodino,L.(eds.): Mathematical Analysis, Probability and Applications - Plenary Lectures: Isaac 2015, Macau, China, Springer Proceedings in Mathematics and Statistics,  {\bf 177}(2016),     151-182.

\bibitem{s17}
S. Saitoh, Mysterious Properties of the Point at Infinity, arXiv:1712.09467 [math.GM](2017.12.17).

\bibitem{ttk}
S.-E. Takahasi, M. Tsukada and Y. Kobayashi,  Classification of continuous fractional binary operations on the real and complex fields,  Tokyo Journal of Mathematics,   {\bf 38}(2015), no. 2, 369-380.


\end{thebibliography}

\end{document}

\documentclass[12pt]{article}
\usepackage{latexsym,amsmath,amssymb,amsfonts,amstext,amsthm}
\numberwithin{equation}{section}
\begin{document}
\title{\bf  Announcement 460:  Change the Poor Idea to the Definite Results For the Division by Zero --  For the Leading Mathematicians}
\author{{\it Institute of Reproducing Kernels}\\
kbdmm360@yahoo.co.jp
 }
\date{2018.11.08}
\maketitle

 The Institute of Reproducing Kernels is dealing with the theory of division by zero calculus and declares that the division by zero was discovered as $0/0=1/0=z/0=0$ in a natural sense on 2014.2.2. The result shows a new basic idea on the universe and space based on the new concept of division by zero calculus: for the function $f(z) = 1/z$
$$
f(0) = 0
$$
 since Aristotelēs (BC384 - BC322) and Euclid (BC 3 Century - ), and the division by zero is since Brahmagupta  (598 - 668 ?).
In particular,  Brahmagupta defined as $0/0=0$ in Brāhmasphuṭasiddhānta (628), however, our world history stated that his definition $0/0=0$ is wrong over 1300 years, but, we showed that his definition is suitable.
 For the details, see the site: http://okmr.yamatoblog.net/
\medskip

In the international conference:
\medskip

http://www.meetingsint.com/conferences/\\appliedphysics-mathematics\\Applied Physics and Mathematics Conference 2018\\
\medskip

\noindent
we  presented the basic results on  October 23 and
for the details,  see the references with the talk sheets:  saburousaitoh
181102.pdf :

{\Huge \bf

Close the mysterious and long history of division by zero and \\ open the new world\\ since Aristoteles-Euclid:\\ $1/0=0/0=z/0= \tan (\pi/2)=0$\\
}
and the abstract: 201810.23abstract.
\bigskip

Particularly, note that the division by zero calculus is a fundamental definition based on the basic assumption that may be considered as a new axiom for its importance.

As stated
by some physicist
\medskip

{\it Here is how I see the problem with prohibition on division by zero,
which is the biggest scandal in modern mathematics as you rightly pointed
out} (2017.10.14.08:55),
\medskip

\noindent
it seems that the long history of the division by zero is our shame and our mathematics in the elementary level has basic missings. Meanwhile, we have still  great confusions and wrong ideas on the division by zero. Therefore, we would like to ask for the good corrections for the wrong ideas and some official approval for our division by zero as our basic duties.


\bibliographystyle{plain}
\begin{thebibliography}{10}


\bibitem{kmsy}
M. Kuroda, H. Michiwaki, S. Saitoh, and M. Yamane,
New meanings of the division by zero and interpretations on $100/0=0$ and on $0/0=0$,
Int. J. Appl. Math.  {\bf 27} (2014), no 2, pp. 191-198,  DOI: 10.12732/ijam.v27i2.9.

\bibitem{ms16}
T. Matsuura and S. Saitoh,
Matrices and division by zero $z/0=0$,
Advances in Linear Algebra \& Matrix Theory, {\bf 6}(2016), 51-58
Published Online June 2016 in SciRes.   http://www.scirp.org/journal/alamt
\\ http://dx.doi.org/10.4236/alamt.2016.62007.


\bibitem{mms18}
T. Matsuura, H. Michiwaki and S. Saitoh,
$\log 0= \log \infty =0$ and applications. Differential and Difference Equations with Applications. Springer Proceedings in Mathematics \& Statistics. {\bf 230}  (2018), 293-305.

\bibitem{msy}
H. Michiwaki, S. Saitoh and  M.Yamada,
Reality of the division by zero $z/0=0$.  IJAPM  International J. of Applied Physics and Math. {\bf 6}(2015), 1--8. http://www.ijapm.org/show-63-504-1.html

\bibitem{mos}
H. Michiwaki, H. Okumura and S. Saitoh,
 Division by Zero $z/0 = 0$ in Euclidean Spaces,
 International Journal of Mathematics and Computation, {\bf 2}8(2017); Issue  1, 1-16.


\bibitem{osm}
H. Okumura, S. Saitoh and T. Matsuura, Relations of   $0$ and  $\infty$,
Journal of Technology and Social Science (JTSS), {\bf 1}(2017),  70-77.

\bibitem{os}
H. Okumura and S. Saitoh, The Descartes circles theorem and division by zero calculus. https://arxiv.org/abs/1711.04961 (2017.11.14).

\bibitem{o}
H. Okumura, Wasan geometry with the division by 0. https://arxiv.org/abs/1711.06947 International  Journal of Geometry.

\bibitem{os18april}
H.  Okumura and S. Saitoh,
Harmonic Mean and Division by Zero,
Dedicated to Professor Josip Pe\v{c}ari\'{c} on the occasion of his 70th birthday, Forum Geometricorum, {\bf 18} (2018), 155—159.

\bibitem{os18}
H. Okumura and S. Saitoh,
Remarks for The Twin Circles of Archimedes in a Skewed Arbelos by H. Okumura and M. Watanabe, Forum Geometricorum, {\bf 18}(2018), 97-100.

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H. Okumura and S. Saitoh,
Applications of the division by zero calculus to Wasan geometry.
GLOBAL JOURNAL OF ADVANCED RESEARCH ON CLASSICAL AND MODERN GEOMETRIES” (GJARCMG),  {\bf 7}(2018), 2, 44--49.


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S. Pinelas and S. Saitoh,
Division by zero calculus and differential equations. Differential and Difference Equations with Applications. Springer Proceedings in Mathematics \& Statistics. {\bf 230}  (2018), 399-418.


\bibitem{s14}
S. Saitoh, Generalized inversions of Hadamard and tensor products for matrices,  Advances in Linear Algebra \& Matrix Theory.  {\bf 4}  (2014), no. 2,  87--95. http://www.scirp.org/journal/ALAMT/

\bibitem{s16}
S. Saitoh, A reproducing kernel theory with some general applications,
Qian,T./Rodino,L.(eds.): Mathematical Analysis, Probability and Applications - Plenary Lectures: Isaac 2015, Macau, China, Springer Proceedings in Mathematics and Statistics,  {\bf 177}(2016),     151-182.

\bibitem{s17}
S. Saitoh, Mysterious Properties of the Point at Infinity, arXiv:1712.09467 [math.GM](2017.12.17).

\bibitem{ttk}
S.-E. Takahasi, M. Tsukada and Y. Kobayashi,  Classification of continuous fractional binary operations on the real and complex fields,  Tokyo Journal of Mathematics,   {\bf 38}(2015), no. 2, 369-380.


\end{thebibliography}

\end{document}

神の数式:
神の数式が解析関数でかけて居れば、 特異点でローラン展開して、正則部の第1項を取れば、 何時でも有限値を得るので、 形式的に無限が出ても 実は問題なく 意味を有します。
物理学者如何でしょうか。

 https://plaza.jp.rakuten-static.com/img/user/diary/new.gif
カテゴリ:カテゴリ未分類
​そこで、計算機は何時、1/0=0 ができるようになるでしょうか。 楽しみにしています。 もうできる進化した 計算機をお持ちの方は おられないですね。
これは凄い、面白い事件では? 計算機が人間を超えている 例では?

面白いことを発見しました。 計算機は 正しい答え 0/0=0
を出したのに、 この方は 間違いだと 言っている、思っているようです。
0/0=0 は 1300年も前に 算術の発見者によって与えられたにも関わらず、世界史は間違いだと とんでもないことを言ってきた。 世界史の恥。 実は a/0=0 が 何時も成り立っていた。 しかし、ここで 分数の意味を きちんと定義する必要がある。 計算機は、その意味さえ知っているようですね。 計算機、人間より賢くなっている 様が 出て居て 実に 面白い。
https://steemkr.com/utopian-io/@faisalamin/bug-zero-divide-by-zero-answers-is-zero
2018.10.11.11:23
カテゴリ:カテゴリ未分類
面白いことを発見しました。 計算機は 正しい答え 0/0=0
を出したのに、 この方は 間違いだと 言っている、思っているようです。
0/0=0 は 1300年も前に 算術の発見者によって与えられたにも関わらず、世界史は間違いだと とんでもないことを言ってきた。 実は a/0=0 が 何時も成り立っていた。しかし、ここで 分数の意味を きちんと定義する必要がある。 計算機は、その意味さえ知っているようですね。 計算機、人間より賢くなっている様が 出て居て 実に面白い。

 
https://steemkr.com/utopian-io/@faisalamin/bug-zero-divide-by-zero-answers-is-zero
2018.10.11.11:23

ゼロ除算、ゼロで割る問題、分からない、正しいのかなど、 良く理解できない人が 未だに 多いようです。そこで、簡潔な一般的な 解説を思い付きました。 もちろん、学会などでも述べていますが、 予断で 良く聞けないようです。まず、分数、a/b は a  割る b のことで、これは 方程式 x=a の解のことです。ところが、 b がゼロならば、 どんな xでも 0 x =0 ですから、a がゼロでなければ、解は存在せず、 従って 100/0 など、ゼロ除算は考えられない、できないとなってしまいます。 普通の意味では ゼロ除算は 不可能であるという、世界の常識、定説です。できない、不可能であると言われれば、いろいろ考えたくなるのが、人間らしい創造の精神です。 基本方程式 b x=a が b がゼロならば解けない、解が存在しないので、困るのですが、このようなとき、従来の結果が成り立つような意味で、解が考えられないかと、数学者は良く考えて来ました。 何と、 そのような方程式は 何時でも唯一つに 一般化された意味で解をもつと考える 方法があります。 Moore-Penrose 一般化逆の考え方です。 どんな行列の 逆行列を唯一つに定める 一般的な 素晴らしい、自然な考えです。その考えだと、 b がゼロの時、解はゼロが出るので、 a/0=0 と定義するのは 当然です。 すなわち、この意味で 方程式の解を考えて 分数を考えれば、ゼロ除算は ゼロとして定まる ということです。ただ一つに定まるのですから、 この考えは 自然で、その意味を知りたいと 考えるのは、当然ではないでしょうか?初等数学全般に影響を与える ユークリッド以来の新世界が 現れてきます。
ゼロ除算の誤解は深刻:

最近、3つの事が在りました。

私の簡単な講演、相当な数学者が信じられないような誤解をして、全然理解できなく、目が回っているいるような印象を受けたこと、
相当ゼロ除算の研究をされている方が、基本を誤解されていたこと、1/0 の定義を誤解されていた。
相当な才能の持ち主が、連続性や順序に拘って、4年以上もゼロ除算の研究を避けていたこと。

これらのことは、人間如何に予断と偏見にハマった存在であるかを教えている。
まずは ゼロ除算は不可能であるの 思いが強すぎで、初めからダメ、考えない、無視の気持ちが、強い。 ゼロ除算を従来の 掛け算の逆と考えると、不可能であるが 証明されてしまうので、割り算の意味を拡張しないと、考えられない。それで、 1/0,0/0,z/0 などの意味を発見する必要がある。 それらの意味は、普通の意味ではないことの 初めの考えを飛ばして ダメ、ダメの感情が 突っ走ている。 非ユークリッド幾何学の出現や天動説が地動説に変わった世界史の事件のような 形相と言える。
2018.9.22.6:41
ゼロ除算の4つの誤解:
1.      ゼロでは割れない、ゼロ除算は 不可能である との考え方に拘って、思考停止している。 普通、不可能であるは、考え方や意味を拡張して 可能にできないかと考えるのが 数学の伝統であるが、それができない。
2.      可能にする考え方が 紹介されても ゼロ除算の意味を誤解して、繰り返し間違えている。可能にする理論を 素直に理解しない、 強い従来の考えに縛られている。拘っている。
3.      ゼロ除算を関数に適用すると 強力な不連続性を示すが、連続性のアリストテレス以来の 連続性の考えに囚われていて 強力な不連続性を受け入れられない。数学では、不連続性の概念を明確に持っているのに、不連続性の凄い現象に、ゼロ除算の場合には 理解できない。
4.      深刻な誤解は、ゼロ除算は本質的に定義であり、仮定に基づいているので 疑いの気持ちがぬぐえず、ダメ、怪しいと誤解している。数学が公理系に基づいた理論体系のように、ゼロ除算は 新しい仮定に基づいていること。 定義に基づいていることの認識が良く理解できず、誤解している。
George Gamow (1904-1968) Russian-born American nuclear physicist and cosmologist remarked that "it is well known to students of high school algebra" that division by zero is not valid; and Einstein admitted it as {\bf the biggest blunder of his life} [1]:1. Gamow, G., My World Line (Viking, New York). p 44, 1970.



Eπi =-1 (1748)(Leonhard Euler)
1/0=0/0=0 (2014年2月2日再生核研究所)


1+1=2  (      )
a2+b2=c2 (Pythagoras)
1/0=0/0=0(2014年2月2日再生核研究所)



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