■ウェアリングの問題(その7)

a^3=0,1,8,27,64,・・・

1,2,9,28,65,

8,9,16,35,72

27,28,35,54,91

64,65,72,91,128

a^3+b^3=0,1,2,8,9,16,27,28,35,54,64,65,72,91,・・・

これに対しては15定理は成立しない。

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a^3+b^3+c^3+d^3+e^3+f^3

0,1,2,3,4,5,6,8,9,10,11,12,13,16,17,18,19,20,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,43,44,45,46,48,51,52,53,54,55,56,57,58,59,60,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,78,79,80,81,82,83,84,85,86,88,89,90,91,92,93,94,95,96,97,98,99,100,・・

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これまで見つかっていないのは7,14,15,21,22,23,42,47,49,50,61,77,87

a^3+b^3+c^3=0,1,2,3,8,9,10,16,17,24,27,28,29,35,36,43,54,55,62,64,65,66,72,73,80,84,91,92,99,・・・

0,1,2,3ですべてみつかるはず

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[4]ヒルベルトの定理(ウェアリングの問題)

 1770年,ウェアリングは4平方和定理を拡張して,「任意の整数はたかだか9個の3乗数の和として,あるいは19個の4乗数の和として表される」ことを証明抜きで主張しました.

 ウェアリングの問題は,2次形式ではなく高次形式を扱っていて,多くの数学的思考を刺激しました.そして,1909年,ヒルベルトによって「どの数もg個のk乗数の和で表される」ことが肯定的に証明されています.

  n=x1^k+・・・+xg^k

 g乗数は平方数よりもずっとまばらにしか分布しませんから,以下,37個の5乗数の和,73個の6乗数の和,・・・と続きます

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[5]ウェアリングの問題とヒルベルトの定理

 1770年,ウェアリングは4平方和定理を拡張して,

  「任意の整数はたかだか9個の3乗数の和として,あるいは19個の4乗数の和として表される」

ことを証明抜きで主張しました(9三乗数定理,19四乗数定理).これが,有名なウェアリングの問題です.

 g(2)=4はラグランジュにより,g(3)=9はヴィーフェリッヒによって証明されました(1909年).

 4^k(8n+7)の形の数は4個の2乗を必要とするのに対して,9個の3乗を必要とする数は,たった2つの場合だけが知られています.

  23=2・2^3+7・1^3

 239=2・4^3+4・3^3+3・1^3

そして,1939年,ディクソンは23,239以外の整数はすべて8個の3乗数の和で書けることを示しています.

 19四乗数定理:

  「すべての正の整数は19個の4乗数の和で表される」

は1986年に証明されています.つまり,ウェアリングの問題(18世紀)も200年以上かかって解決されたことになります.

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