■リュカの問題の初等的証明(その3)

[Q]1^2+2^2+3^2+・・・+m^2=m(m+1)(2m+1)/6=n^2が成り立つとき,m=0,1(mod24)であることを示せ.

 ここまで解けても証明の完成には途猶遠しなのだそうですが,我と思わん方は是非挑戦してみてください.

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m=24k

m(m+1)(2m+1)/6=4k(24k+1)(48k+1)=n^2

k,24k+1,48k+1はどの2つも互いに素であるから,すべて平方数であるようなkをみつければよい.

m=24k+1

m(m+1)(2m+1)/6

=(24k+1)(24k+2)(48k+3)/6

=(24k+1)(12k+1)(16k+1)=n^2

12k+1,16k+1,24k+1はどの2つも互いに素であるから,すべて平方数であるようなkをみつければよい.

m=24k+2

m(m+1)(2m+1)/6

=(12k+1)(8k+1)(48k+5)

m=24k+3

m(m+1)(2m+1)/6

=(24k+3)(24k+4)(48k+7)

=2(8k+1)(6k+1)(48k+7)

 この作業をm=24k+3まで続けていくしかない.

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