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

379

    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. Mitäs peitsarissa on tapahtunut eilen illalla

      Mikkelissä iso poliisioperaatio https://www.iltalehti.fi/kotimaa/a/39ef020c-2d81-4d72-b720-651f458ba3e2
      Mikkeli
      94
      2563
    2. Mitä jos saisit selville

      että kaivattusi tekee susta pilaa?
      Ikävä
      196
      980
    3. Mitä ajattelit ensimmäisenä kun

      näit kaivattusi ekaa kertaa?
      Ikävä
      55
      772
    4. Sofia teki aika pahat oharit

      Leikkiikö Sofia kansainvälistä kosmopoliittia vai menikö rehdisti pupu pöksyyn, kun perui viestillä tulonsa puoli tunti
      Kotimaiset julkkisjuorut
      119
      682
    5. Mikä on toinen nimesi?

      Tiedätkö naisen?
      Ikävä
      49
      572
    6. Havaintoja ihmisen ulosteesta lenkkeilypoluilla

      Oletteko havainneet ihmisen ulostetta taajamaa kiertävillä lenkkeilypoluilla?
      Kuhmo
      15
      516
    7. Mies, toivotko että kaivatullasi

      olisi vähän isommat rinnat? Kuinka paljon isommat olisi kivat?
      Ikävä
      49
      503
    8. Peräännytkö nainen vai mitä sanot

      Jos sanon sulle että rakastan sua? Suututko oletko vihainen vai olisiko tunteet molemminpuolisia?
      Ikävä
      52
      484
    9. Mitä nainen tekisit J-miehen kanssa?

      Jos saisit juoksemalla kiinni?
      Ikävä
      55
      475
    10. Mikä on sun ja kaivattusi nimen viimeinen kirjain?

      Välillä näin päin...
      Ikävä
      40
      464
    Aihe