■ある不定方程式(その4)

一般に3変数以上のディオファントス方程式を解く有力な方法はまったく見つかっていません.Nを3つの立方数の和と差で表す問題は難しく,たとえば,x3 +y3 +z3 =3が

1^3+1^3+1^3=3

4^3+4^3+(−5)^3=3

すなわち(1,1,1),(4,4,−5)とその並び換え以外の整数解をもつかどうかわかっていませんでした.ところが・・・

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朝日新聞デジタルにモーデル・ファルティングスの定理と関係する「60年解けなかった数学の難題,世界中のPCつなぎ解決」という記事が掲載されました(2019年10月24日).その記事によると・・・

世界中のパソコン50万台をネットワークでつなぎ,スーパーコンピューターをも超える能力で計算させることで,未解明だった数学の難問を解決することに欧米の数学者が成功した.ある整数を3乗した数(立方数)を三つ,足したり引いたりして1〜100を作る問題で,最後まで残っていた42となる三つの組み合わせが64年目にしてついに見つかった.

この問題は1950年代,英国の数学者ルイス・モーデルが考え出した.例えば,1の3乗+1の3乗+1の3乗は3になる.4,4,−5の組み合わせでもそれぞれ3乗して足すと,64+64−125となって合計は3になる.モーデルは論文で「この2通り以外に3をつくれる組み合わせがあるのか,私には分からない.見つけるのは非常に難しいに違いない」と記した.

1955年には,3だけでなく,三つの数字を組み合わせて1〜100の数をすべてつくれるか,という問題に発展した.整数論の重要な定理「モーデル予想」を提案した大数学者の問いかけとあって,世界中の数学者が色めき立って考え始めた.手計算で手に負えなくなると,コンピューターによって手当たり次第に探されるようになり,2016年までに33と42を除くすべての答えが出た.13や14のように,9で割って余りが4か5になる数には答えがないこともわかった.

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