■ほとんど完全数(その12)

[Q]2以上の自然数の4乗は2つの三角数の和になる.

 (その11)に倣った[?な証明]を紹介したい.

 8n+7の形の数は3個の平方数の和では表せませんが,同様にして,4n+3の形の数は2個の平方数の和で表されない.

 (4n+3)でない数は2平方和で表せますから,任意の自然数nに対して8n+2=x^2+y^2と書けます.このとき,x=2p+1,y=2q+1とおくと

  n=p(p+1)/2+q(q+1)/2

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 しかし,これでは4乗数という仮定がまったく使われていない.

[1]N=2kのとき

N^4=(2k)^4

[2]N=2k+1のとき

N^4=(2k+1)^4=(2k)^4+4(2k)^3+6(2k)^2+4(2k)+1

 自然数の4乗を4で割ったときの余りは0か1であるから,これは2つの平方数の和に書ける.しかし,自然数の4乗を8で割ったときの余りは0か1であるから,

  8n+2=x^2+y^2

とは書けないことになる.さて,どうすべきか?

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