Kokonaislukujen esitys kuutioiden summana

HaastettaKehiin

Mikä on pienin sellainen positiivinen kokonaisluku, joka voidaan esittää kolmellatoista eri tavalla kolmen erisuuren positiivisen kokonaisluvun kuutioiden summana? Mitkä ovat nämä kolmetoista esitystä?

Esim. luku 36 on pienin tällainen positiivinen kokonaisluku, jolla on etsittyä muotoa oleva esitys, sillä 36 = 1^3 2^3 3^3.

17

306

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • 12+4
    • 17+5

      Onko järjestyksellä väliä? Jos on, sanoisin että tuo luku on 45 (kahden ykkösen, kahden kakkosen ja yhden kolmosen kuution summat eri järjestyksissä).

      • Luehan

        Eikö nimimerkki '17 5' ymmärrä lukemaansa?


      • 17+11
        Luehan kirjoitti:

        Eikö nimimerkki '17 5' ymmärrä lukemaansa?

        Kyllä tuo järjestyskysymys on mielestäni relevantti, esim. tuo 36 voidaan esittää kuudella eri tavalla 1, 2 ja 3 kuutiosummina eri järjestyksissä.


      • 17+5
        Luehan kirjoitti:

        Eikö nimimerkki '17 5' ymmärrä lukemaansa?

        Kun nikki Luehan lähti solvauslinjalle, on ehkä syytä hieman analysoida tuota kysymyksenasettelua. " joka voidaan esittää kolmellatoista eri tavalla kolmen erisuuren positiivisen kokonaisluvun kuutioiden summana".

        Jotta olisi yksikäsitteisempi, kirjoittaisin seuraavasti: "joka voidaan esittää kolmen luvun kuutiosummana. Nämä luvut ovat erisuuria kokonaislukuja eikä yhteenlaskun tekijöiden järjestyksellä ole merkitystä".

        Matematiikassa tulisi olla täsmällinen. Nikille Luehan se ei näytä olevan tärkeätä, enemmänkin muiden keskustelijoiden mollaaminen.


    • 17+5=23

      Ensimmäinen positiivinen kokonaisluku, joka voidaan esittää kahdella eri tavalla kolmen erisuuren positiivisen kuutioluvun summana, on 1009.

      1009=1^3 2^3 10^3=4^3 6^3 9^3.

    • Tiina97

      5104?

      • HaastettaKehiin

        Luku 5104 on tosiaankin pienin sellainen positiivinen kokonaisluku, joka voidaan esittää kolmella eri tavalla kolmen erisuuren positiivisen kuutioluvun summana.

        Nimittäin 5104 = 1^3 12^3 15^3 = 2^3 10^3 16^3 = 9^3 10^3 15^3.


      • 15+7
        HaastettaKehiin kirjoitti:

        Luku 5104 on tosiaankin pienin sellainen positiivinen kokonaisluku, joka voidaan esittää kolmella eri tavalla kolmen erisuuren positiivisen kuutioluvun summana.

        Nimittäin 5104 = 1^3 12^3 15^3 = 2^3 10^3 16^3 = 9^3 10^3 15^3.

        Entä sitten?

        Eihän tuossa mitenkään vastata alkuperäiseen kysymykseen.


    • supermate

      Modulossa 7 kuutiot ovat vain 0, 1 ja -1. Tästähän ei ole mitään hyötyä, kun summataan kolme, joten kaikki mahdolliset jäännökset modulossa 7 ovat kuitenkin saatavissa. Voisipa kuitenkin ajatella, että jos luku on (monillakin tavoin) kolmen kuution summa, niin se todennäköisesti ei ole 3 (mod 7) tai -3 eli 4 (mod 7), sillä ei ole todennäköistä, että kaikki summattavat kuutiot olisivat juuri 1 tai -1. Mutta kuten sanottu, tästä ei ole mitään hyötyä ratkaisun kannalta, kunhan nyt kirjoittelin kun pohdin, että olisi kelloaritmeetikasta mitään hyötyä ratkaisun kannalta. On kyllä tosi kinkkinen tehtävä, täytyy sanoa. :-D

    • enosaa

      Mistä tämä tehtävä on? Siis jos tämä on vaikka läksy tai joku kilpatehtävä, niin voisi olettaa, että ratkaisu on löydettävissä. Luku 28^12 on käsittääkseni esitettävissä kolmen positiivisen kuution summana 13 eri tavalla, mutta minulla ei ole hajuakaan, miten sen todistaisi olevan minimiratkaisu.

      • supermate

        Mistä tämä käsitys? Mitkä ne esitykset ovat? Wolfram Alpha ei suostu tuota komentoa

        PowersRepresentations[28^12,3,3]

        laskemaan ja kun ei parempia laskukoneita tässä nyt ole niin en pysty tarkistamaan. Mathematicalla tuo tietysti menisi, mutta miten pitkään siinä sitten menee... Mitenköhän tuo algoritmi PowersRepresentations toimii?


      • enosaa
        supermate kirjoitti:

        Mistä tämä käsitys? Mitkä ne esitykset ovat? Wolfram Alpha ei suostu tuota komentoa

        PowersRepresentations[28^12,3,3]

        laskemaan ja kun ei parempia laskukoneita tässä nyt ole niin en pysty tarkistamaan. Mathematicalla tuo tietysti menisi, mutta miten pitkään siinä sitten menee... Mitenköhän tuo algoritmi PowersRepresentations toimii?

        On voimassa (q^4-9*p^3*q)^3 (3*p*q^3-9*p^4)^3 (3*p^2)^6=q^12. Nyt pitää valita q niin suureksi, että kaikki termit ovat positiivisia kun p=1,...,13. Tämä onnistuu kun q=28. En tunne Mathematicaa, varmaan muutama millisekunti. Tein itse Pythonilla:

        q=28
        for p in range(1,14):
        print(str(q**4-9*p**3*q) "^3 " str(3*p*q**3-9*p**4) "^3 " str((3*p**2)**2) "^3=" str(q**4) "^3")

        tulostaa

        614404^3 65847^3 9^3=614656^3
        612640^3 131568^3 144^3=614656^3
        607852^3 196839^3 729^3=614656^3
        598528^3 261120^3 2304^3=614656^3
        583156^3 323655^3 5625^3=614656^3
        560224^3 383472^3 11664^3=614656^3
        528220^3 439383^3 21609^3=614656^3
        485632^3 489984^3 36864^3=614656^3
        430948^3 533655^3 59049^3=614656^3
        362656^3 568560^3 90000^3=614656^3
        279244^3 592647^3 131769^3=614656^3
        179200^3 603648^3 186624^3=614656^3
        61012^3 599079^3 257049^3=614656^3


      • jokumatikkahärö
        supermate kirjoitti:

        Mistä tämä käsitys? Mitkä ne esitykset ovat? Wolfram Alpha ei suostu tuota komentoa

        PowersRepresentations[28^12,3,3]

        laskemaan ja kun ei parempia laskukoneita tässä nyt ole niin en pysty tarkistamaan. Mathematicalla tuo tietysti menisi, mutta miten pitkään siinä sitten menee... Mitenköhän tuo algoritmi PowersRepresentations toimii?

        Osoitteessa http://mathematica.stackexchange.com/questions/11886/powersrepresentations-algorithm on annettu kaksi linkkiä artikkeleihin, joissa on luku esitetty potenssien summana ja yksi linkki neliöiden summiin. En kuitenkaan pääse lukemaan artikkeleja. On vaikea sanoa, käyttääkö Mathematica noiden artikkelien menetelmiä.


      • enosaa kirjoitti:

        On voimassa (q^4-9*p^3*q)^3 (3*p*q^3-9*p^4)^3 (3*p^2)^6=q^12. Nyt pitää valita q niin suureksi, että kaikki termit ovat positiivisia kun p=1,...,13. Tämä onnistuu kun q=28. En tunne Mathematicaa, varmaan muutama millisekunti. Tein itse Pythonilla:

        q=28
        for p in range(1,14):
        print(str(q**4-9*p**3*q) "^3 " str(3*p*q**3-9*p**4) "^3 " str((3*p**2)**2) "^3=" str(q**4) "^3")

        tulostaa

        614404^3 65847^3 9^3=614656^3
        612640^3 131568^3 144^3=614656^3
        607852^3 196839^3 729^3=614656^3
        598528^3 261120^3 2304^3=614656^3
        583156^3 323655^3 5625^3=614656^3
        560224^3 383472^3 11664^3=614656^3
        528220^3 439383^3 21609^3=614656^3
        485632^3 489984^3 36864^3=614656^3
        430948^3 533655^3 59049^3=614656^3
        362656^3 568560^3 90000^3=614656^3
        279244^3 592647^3 131769^3=614656^3
        179200^3 603648^3 186624^3=614656^3
        61012^3 599079^3 257049^3=614656^3

        Minun laskujeni mukaan pienin tällainen kokonaisluku on 119095488.

        Tällä luvulla on esitykset

        119095488
        = 24^3 204^3 480^3
        = 48^3 85^3 491^3
        = 72^3 384^3 396^3
        = 113^3 264^3 463^3
        = 114^3 360^3 414^3
        = 149^3 336^3 427^3
        = 176^3 204^3 472^3
        = 190^3 279^3 449^3
        = 207^3 297^3 438^3
        = 226^3 332^3 414^3
        = 243^3 358^3 389^3
        = 246^3 328^3 410^3
        = 281^3 322^3 399^3

        Nimimerkin 'enosaa' esittämä ratkaisu ei siis ole lähelläkään pienintä, mutta käytetty tekniikka on mielenkiintoinen. Olisi mielenkiintoista kuulla, miten 'enosaa' on polynomiyhtälöönsä päätynyt.


      • enosaa
        MattiKSinisalo kirjoitti:

        Minun laskujeni mukaan pienin tällainen kokonaisluku on 119095488.

        Tällä luvulla on esitykset

        119095488
        = 24^3 204^3 480^3
        = 48^3 85^3 491^3
        = 72^3 384^3 396^3
        = 113^3 264^3 463^3
        = 114^3 360^3 414^3
        = 149^3 336^3 427^3
        = 176^3 204^3 472^3
        = 190^3 279^3 449^3
        = 207^3 297^3 438^3
        = 226^3 332^3 414^3
        = 243^3 358^3 389^3
        = 246^3 328^3 410^3
        = 281^3 322^3 399^3

        Nimimerkin 'enosaa' esittämä ratkaisu ei siis ole lähelläkään pienintä, mutta käytetty tekniikka on mielenkiintoinen. Olisi mielenkiintoista kuulla, miten 'enosaa' on polynomiyhtälöönsä päätynyt.

        En keksinyt itse, vaan kysyin osoitteesta http://math.stackexchange.com/questions/1013045/how-to-compute-the-smallest-integer-which-is-sum-of-cubes-in-13-ways/1016104#1016104 apua. Toisaalta olisi kiva tietää perustelut, miksi ratkaisusi on optimaalinen.


      • enosaa
        enosaa kirjoitti:

        En keksinyt itse, vaan kysyin osoitteesta http://math.stackexchange.com/questions/1013045/how-to-compute-the-smallest-integer-which-is-sum-of-cubes-in-13-ways/1016104#1016104 apua. Toisaalta olisi kiva tietää perustelut, miksi ratkaisusi on optimaalinen.

        Tai no, nyt keksinkin sopivan ohjelman, jolla optimaalisuus todistetaan:

        l = list()
        for i in range(1,500):
        for j in range(i,500):
        for k in range(j,500):
        l.append(i**3 j**3 k**3)
        l.sort()
        for i in range(0,len(l)-11):
        if l[i] == l[i 11]:
        luku = l[i]
        for i in range(1,500):
        for j in range(i,500):
        for k in range(j,500):
        if i**3 j**3 k**3==luku:
        print(str(luku) "=" str(i) "^3 " str(j) "^3 " str(k) "^3")

        Tulostus:

        119095488=24^3 204^3 480^3
        119095488=48^3 85^3 491^3
        119095488=72^3 384^3 396^3
        119095488=113^3 264^3 463^3
        119095488=114^3 360^3 414^3
        119095488=149^3 336^3 427^3
        119095488=176^3 204^3 472^3
        119095488=190^3 279^3 449^3
        119095488=207^3 297^3 438^3
        119095488=226^3 332^3 414^3
        119095488=243^3 358^3 389^3
        119095488=246^3 328^3 410^3
        119095488=281^3 322^3 399^3


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Oletko varattu minulle?

      Mieheltä kysyn.
      Ikävä
      157
      5970
    2. Mitä ensi viikolla tapahtuu?

      Mitä toivot, että ensi viikolla tapahtuu?
      Ikävä
      114
      5555
    3. Olen miettinyt kauan

      miten reagoisin, kun näen sinut taas. Ehkä ladannut tuohon hetkeen liikaa odotuksia. Ja sitten kun lopulta olit siinä, h
      Ikävä
      46
      5247
    4. Vanhempi mies

      Jos yritän ajatella sinut pois sydämestäni, ikävä ja surullinen kaipuu tulee kaksin verroin kovempana. Olit mun unessa
      Ikävä
      32
      3255
    5. Mitä Ajattelit Kun Näit Kaivattusi

      Ensimmäistä Kertaa?
      Ikävä
      55
      2789
    6. Ostiko maailma sinut minulta?

      Kun et enää resonoi kuin ennen. Kun et enää ihmetellen katso ympärillesi ja pohdi mitä mäen takana on? Ymmärrän ja tue
      Ikävä
      25
      2601
    7. On niin paha olla

      Tarviin jotain jolla turruttaa... Kuka voi auttaa.
      Ikävä
      43
      2290
    8. Noloa että kaipasin sinua

      Toivottavasti et tunnistanut itseäsi. Ikävissään sitä on aika typerä.
      Ikävä
      23
      2090
    9. Minne sä aina välillä joudut

      Kun pitää hakemalla hakea sut sieltä ja sitten oot hetken aikaa esillä kunnes taas menet piiloon, en ymmärrä 🤔❤️ Oot ta
      Ikävä
      13
      1900
    10. On niin vaikea olla lähelläsi

      En saa ottaa kädestäsi kiinni, en saa halata. En saa silittää hiuksiasi. Enkä saa sinua koskaan omakseni. ☔ Miehelle na
      Ikävä
      15
      1821
    Aihe