“平凡” 也用于一个
方程具有非常简单结构的解,但是为了完整性不能省略。这种解称为平凡解。例如,Ax=0中的零解,即x=0。
数学中,术语“平凡”(“平凡的”)经常用于结构非常简单的对象(比如群或
拓扑空间),有时亦会用明显或乏趣这两个词代替,但对非数学工作者来说,它们有时可能比其他更复杂的对象更难想象或理解。
通俗来讲,如果方程组AX=0, 只有当X=0的时候才成立,就说方程组AX=0只有平凡解(trivial solution),此时肯定有行列式|A| 不为零。相反如果方程组AX=0存在非零解,也就是说存在不为零的X也可以使方程组AX=0成立,则说方程组AX=0存在非平凡解(nontrivial solution),此时肯定有
系数矩阵行列式的值|A|=0。
类似地,数学家经常将
费马大定理描述为方程对n> 2 没有非平凡解。 显然,这个方程确实有解。比如对任何n都是解,a= 1,b= 0,c= 1 也一样。但是这种解是显然而无趣的,从而称为平凡解。
平凡也经常指证明中容易的
情形,为了完整性而不能省略。比如,
数学归纳法证明分为两部分:“奠基步骤”是对一个特殊起始值比如n= 0 或n= 1 证明定理;然后归纳步骤证明如果定理对特定值n成立,那么对n+1 也成立。奠基情形经常是显然的。(但是,也有归纳步骤是平凡的而奠基情形却困难的例子。关于多项式的定理经常是这种类型,证明对变元的个数用归纳法。证明如果系数环A是唯一分解整环那么A[X1,...,Xn] 是
唯一分解整环,归纳步骤只要简单的写成A[X1,...,Xn] =A[X1,...,Xn-1][Xn],而一个变元的奠基情形是困难的。)类似地,我们可能想证明某种性质对一个集合中所有元素都成立。证明的主要考虑非空集合,详细检验其元素是否具有该性质;但如果集合是空集,则性质对其所有元素都成立,因为没有元素需要检验。
数学界一个常见的笑话是说“
平凡”和“被证明了的”是同义词——这就是说,任何定理如果已知成立就可以认为是“平凡”的。另一个笑话是关于两个数学家讨论一个定理。第一个数学家说某个定理是“平凡的”。另一个要求一个解释,然后他进行了 20 分钟的解说。解说完了之后,第二个数学家同意这个定理是平凡的。这个笑话指出对平凡性判断的主观性。举个例子,对
微积分熟练的人,会认为这个定理
值得注意的是,平凡性也取决于语境。泛函分析中的证明可能会给出一个数,平凡地假设存在这样的大数。在
初等数论中证明自然数的基本结论时,证明也许会与“每个自然数都有一个后继”息息相关,但此点需加以证明,或者将其作为一个公理。