■2乗和の整除性(その16)
Σk=n(n+1)/2
Σk^2=n(n+1)(2n+1)/6
Σk^3=n^2(n+1)^2/4
より,
1^3+2^3+3^3+・・・+n^3=(1+2+3+・・・+n)^2
が成り立つ.
以下,左辺と右辺から,いくつかの同じ数字を間引いたり,つけ加えても等式が成り立つ例を掲げる.たとえば
1^3+2^3+2^3+3^3+4^3+6^3=(1+2+2+3+4+6)^2
=324
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曲芸的にみえるかもしれないが,実は次の見事な等式が成り立つのである.
Στ^3(d)=(Στ(d))^2
τ(d)はdの約数の個数を表すものとする.
d,dの約数,τ(d)
1,(1},1
3,{1,3},2
5,{1,5},2
9,{1,3,9},3
15,{1,3,5,15},4
45,{1,3,5,9,15,45},6
であるから,d=45の約数の場合,
左辺=τ^3(1)+τ^3(3)+τ^3(5)+τ^3(9)+τ^3(15)+τ^3(45)
=1^3+2^3+2^3+3^3+4^3+6^3=324
右辺={τ(1)+τ(3)+τ(5)+τ(9)+τ(15)+τ(45)}^2
=(1+2+2+3+4+6)^2=324
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d=2^nの場合,
Στ^3(d)=(Στ(d))^2
は
1^3+2^3+3^3+・・・+n^3=(1+2+3+・・・+n)^2
になるので,ある意味,一般化になっているのである.
[参]チャンバーランド「ひとけたの数に魅せられて」岩波書店
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