Neljän positiivisen neliön summa

Kaikkihan tuntevat Lagrangen neljän neliön lauseen: https://en.wikipedia.org/wiki/Lagrange's_four-square_theorem , jonka mukaan jokainen luonnollinen luku voidaan kirjoittaa neljän neliön summana. Mutta siinä neliöt saavat olla myös nollia. Entä jos vaaditaan, että kaikki neljä neliötä ovat positiivisia. Mitä lukuja ei tällöin pystytä esittämään?

Olen löytänyt kolme eri "tyyppiä" lukuja joita ei pysty esittämään (en nyt paljasta mitä ne ovat, niin jää keksimisen ilo). Lisäksi joitain alkupään lukuja ei näytä pystyvän. Mutta en kylläkään osaa todistaa onko näiden kolmen tyypin lisäksi äärettömästi jotain muita lukuja vai onko nuo alkupään "poikkeamat" vain poikkeamia.

3

367

    Vastaukset 3

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
      • Joo, noinhan se meneekin. Viimenen kohta tulee tosiaan siitä kun neljän neliön summa voi olla 0 (mod 8) vain jos jokainen neliö on 0 tai 4 (mod 8) eli jokainen luku, josta neliö otetaan on parillinen ja näin 4:lla voidaan jakaa ja löydetään pienempi.

        Itse perustelin nuo, että muotoa
        2^(2k 1)
        2^(4k 1)*7
        2^(4k-1)*3
        eivät ole neljän positiivisen neliön summia, käyttämällä Jacobin neljän neliön lausetta: https://en.wikipedia.org/wiki/Jacobi's_four-square_theorem , joka kertoo kuinka monella tavalla luvun n voi esittää neljän neliön summana (kun sallitaan myös 0 ja lisäksi lasketaan mukaan kaikki eri järjestykset ja lukujen merkit (eli negatiivisetkin sallitaan)). Tätä lukumäärää merkitään r_4(n):llä.

        Tein niin että löysin tarpeeksi esityksiä, joissa on nolla mukana, jotta niistä jo tulee tuo Jacobin kertoma määrä. Tällöinhän kokonaan positiivisia ei voi enää olla.

        Eka:
        2^(2k 1) = (2^k)^2 (2^k)^2
        tälläisia esityksiä on 4C2 * 2^2 = 24 (valitaan kaksi paikkaa neljästä, joihin 2^k pistetään ja sitten /- kummallekin. Mutta Jacobin mukaan r_4(2^(2k 1)) = 24 * (1).

        Toka:
        2^(4k-1) * 7
        = 2^(4k-2) * (1 4 9)
        = 2^(2k-1)^2 2^(2k)^2 (3^(2k-1))^2

        tässä taas on 4 * 3! * 2^3 = 192 = 24*(1 7) = r_4(2^(4k-1) * 7) esitystä.

        Vastaavasti kolmas tapaus, siihen tulee kolme positiivista, joista kaksi on yhtäsuuria.

        Jännästi muuten ilmaantuu nuo luvut 3 ja 7, jotka kahden ja kolmen neliön tapauksissa on niitä "ongelmallisia" lukuja esityksen olemassaololle.


      • minkkilaukku kirjoitti:

        Joo, noinhan se meneekin. Viimenen kohta tulee tosiaan siitä kun neljän neliön summa voi olla 0 (mod 8) vain jos jokainen neliö on 0 tai 4 (mod 8) eli jokainen luku, josta neliö otetaan on parillinen ja näin 4:lla voidaan jakaa ja löydetään pienempi.

        Itse perustelin nuo, että muotoa
        2^(2k 1)
        2^(4k 1)*7
        2^(4k-1)*3
        eivät ole neljän positiivisen neliön summia, käyttämällä Jacobin neljän neliön lausetta: https://en.wikipedia.org/wiki/Jacobi's_four-square_theorem , joka kertoo kuinka monella tavalla luvun n voi esittää neljän neliön summana (kun sallitaan myös 0 ja lisäksi lasketaan mukaan kaikki eri järjestykset ja lukujen merkit (eli negatiivisetkin sallitaan)). Tätä lukumäärää merkitään r_4(n):llä.

        Tein niin että löysin tarpeeksi esityksiä, joissa on nolla mukana, jotta niistä jo tulee tuo Jacobin kertoma määrä. Tällöinhän kokonaan positiivisia ei voi enää olla.

        Eka:
        2^(2k 1) = (2^k)^2 (2^k)^2
        tälläisia esityksiä on 4C2 * 2^2 = 24 (valitaan kaksi paikkaa neljästä, joihin 2^k pistetään ja sitten /- kummallekin. Mutta Jacobin mukaan r_4(2^(2k 1)) = 24 * (1).

        Toka:
        2^(4k-1) * 7
        = 2^(4k-2) * (1 4 9)
        = 2^(2k-1)^2 2^(2k)^2 (3^(2k-1))^2

        tässä taas on 4 * 3! * 2^3 = 192 = 24*(1 7) = r_4(2^(4k-1) * 7) esitystä.

        Vastaavasti kolmas tapaus, siihen tulee kolme positiivista, joista kaksi on yhtäsuuria.

        Jännästi muuten ilmaantuu nuo luvut 3 ja 7, jotka kahden ja kolmen neliön tapauksissa on niitä "ongelmallisia" lukuja esityksen olemassaololle.

        Tuli virhe riville
        = 2^(2k-1)^2 2^(2k)^2 (3^(2k-1))^2
        pitäisi olla
        = 2^(2k-1)^2 (2^(2k))^2 (3*2^(2k-1))^2


    Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Mikä on totta mikä ei?

      Onko juoru vai ei että nimeltä mainitsematon henkilö on tehnyt naiselle/naisille jotain joka on väärin?
      Kuhmo
      23
      1415
    2. Viesti sinulle

      Tiedät että tunteet ja ajatukset ja meillä on vahva yhteys mistä molemmat tiedetään. Odotan sinua ☀️
      Ikävä
      62
      1206
    3. Olen kironnut sinut alimpaan helvettiin

      Hyvää matkaa.
      Ikävä
      98
      980
    4. Mitä sinulle on tapahtunut lapsena

      Kun olet noin sairas päästäsi? Pikkupojalle ( Miehen kehossa)
      Ikävä
      105
      924
    5. Persujen Puhoksen retki

      Perussuomalaiset olivat tehneet turistibussimatkan Puhokseen. Tosin raukat olivat niin peloissaan, etteivät uskaltaneet
      Perussuomalaiset
      303
      816
    6. Haluan purkaa vielä tuntemuksia

      Tykkään sinusta kovin paljon❤️ olen surullinen tilanteestasi ja siitä mitä me olemme yhdessä joutuneet kokemaan. Tämä ei
      Ikävä
      21
      797
    7. Lopetetaanko tämä

      Juttu ja mennään eteenpäin? Pystytkö?
      Ikävä
      120
      725
    8. Tunteiden käsittely kertoo ihmisestä.

      Kun puhutaan "tavallisesta" ihmisestä, joka on suht tasapainoinen eläjä, niin puhutaan oikeastaan taitavasta tunteiden k
      Sinkut
      212
      702
    9. Kyllä tiedän sun

      Likaiset pelit selän takana
      Ikävä
      61
      675
    10. Onko tuo joku katkera nainen oikeasti

      Joka sinua syyttää?
      Ikävä
      100
      626
    11. Jopa poliisi nauraa paskaista pelkuripersuille

      Puhoksessa jäi "isänmaantoivot" bussiin vapisemaan :-D https://www.is.fi/politiikka/art-2000012319632.html
      Maailman menoa
      295
      593
    12. Ketkä käy potkimassa ovia öisin?

      Enää ei naurata.
      Haapavesi
      13
      574
    13. Just saying

      Mies joka antaa naiselle turvallisen olon, on seksikäs. Ei kieroja kikkoja ja haluaa olla vain sen yhden naisen mies.
      Ikävä
      104
      538
    14. Pilkettä sunnuntain silmässä

      😉 Jos tästä ketjusta löytyisi yksi ihminen, joka saisi sut hymyilemään tänään… Millainen hän olisi? Ei tarvitse kerto
      Sinkut
      73
      481
    15. 34
      465
    16. Tehdään yhdessä itsestämme

      Parhaat versiot❤️ Se vaatii molemmilta hyvää itsetuntoa!
      Ikävä
      39
      464
    17. Voisin antaa sulle nyt

      Halin❤️
      Ikävä
      47
      450
    18. Oliko Jani Halmeen aika jo tippua TTK:sta?

      Jani Halme ja Claudia Ketonen joutuivat jättämään TTK:n. Halme ja Ketonen saivat viimeiseksi jäänestä tanssista, sambas
      Tanssii tähtien kanssa
      24
      446
    19. Päivän aivopieru Trumpilta

      Trump julisti sodan hyttysiä vastaan. Myös punkit ovat Trumpin sodan kohteena. Eikö vieläkään USA:n kansa tajua tuon uko
      Maailman menoa
      47
      443
    20. Aika on tuonut järkeä

      Sä et tiedä musta kaikkea. Jos tietäisit, ymmärtäisit, miksi me ei sovita yhteen. Öljy ja vesi. En mä ole valehdellut,
      Järki ja tunteet
      42
      433
    Aihe