■6の立方和分解(その3)
ルジャンドルは6は2つの有理数の3乗和として書けないと主張したが,19世紀末から20世紀初頭のイギリスのパズル作家デュドニーはその反例
6=(17/21)^3+(37/21)^3
を発見した.
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6=((a+d)/b)^3+((a-d)/b)^3と書けるとする。a>d>0,1<(a+d)/b<2
6b^3=(a+d)^3+(a-d)^3=2a^3+6ad^2
3b^3=a^3+3ad^2=a(a^2+d^2)・・・aは3の倍数
簡単のため、d=10とおく。
3b^3=a(a^2+300)
3(b^3-100a)=a^3
bは3の倍数→aは9の倍数などと試行錯誤して
a=27,b=21,d=10を発見したのではなかろうか?
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6=(x+2)^3+(mx−3)^3
と分解されるとして,・・・とやろうとしても、右辺の有理数定数項を決めることができない
a^3-b^3=6
(a-b)(a^2+ab+b^2)=6
a=b+1とすると
(b+1)^2+b(b+1)+b^2=6
3b^2+3b+1=6
3b^2+3b-5=0→無理数となる
a=b+2とすると
(b+2)^2+b(b+2)+b^2=6
3b^2+6b+4=3
3b^2+6b+1=0→無理数となる
そのため,ルジャンドルは6は2つの有理数の3乗和として書けないと主張したのであろう
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もしこれが整数の立方和で表される数、たとえば、19だとすると
19=(x+3)^3+(mx−2)^3
と分解されるとして,mに任意の有理数を代入すると解が得られる?
19=x^3+9x^2+27x+27+m^3x^3-6m^2x^2+12mx-8
=x{(m^3+1)x^2+(9-6m^2)x+27+12m}+19
(m^3+1)x^2+(9-6m^2)x+27+12m=0となるように定めると・・・
[1]m=2→9x^2-15x+51=0→3x^2-5x+17=0→実数解なし
[2]m=3→28x^2-45x+63=0→→実数解なし
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