42是新的33!


42是新的33!


在数学领域中,有许多表述起来很简单的问题,解决起来却难如登天,比如费马大定理。在数论领域,也有这么一个看似容易的未解谜题:“每一个整数是否可以表示为三个整数的立方和?”用数学的语言来说就是,是否存在整数k、x、y、z,使得对于所有的k,它们都满足等式k = x³ + y³ + z³。这个问题已经困扰了数学家百年之久。

对于有些数字,找到方程k = x³ + y³ + z³的解是很容易的,比如

29 = 3³ +1³ +1³ ;

3 = 1³ +1³ +1³ 或 3= 4³ +4³ + (-5)³ 。

但有一些数字的解则非常难找,比如直到1999年,数字30的解才被找到:

30 = (−283059965)³ + (−2218888517)³ + (2220422932)³。

2016年,Sander Huisman才找到72的解。

需要记住的是,有一些数字绝对不可能是三个整数的立方之和,比如4、5、13、14、22、23、31、32......这些数字都可以被写成9×k+4或9×k+5(k为整数)。例如,4可以写成9×0+4,31可以写成9×3+4。这种情况下就不可能被写成三个整数的立方和。(这是可以被证明的。)

现在的问题是,除了这些数字之外,其他的数字是否可以被写成三个整数的立方和?这仍然是一个开放问题。截止到2019年3月之前,在k<1000以内的数字,还未找到解的有33、42、114、165、390、579、627、633、732、795、906、921和975。

一天,英国布里斯托大学的纯数学研究员Andrew Booker在Nmberphile的数学视频上看到了关于还未破解的33之谜后,便着手研究这个问题。他采用了一个不同的方法来寻找答案。为了缩短时间,他排除了一些数字组合,例如,如果x、y、z都是很大的正整数,那x³ + y³ + z³就不可能是一个小数字。

最终,他找到了这个解:

33 = 8866128975287528³ + (−8778405442862239)³ + (−2736111468807040)³

如此一来,100以内还未确定是否有解的数字就只剩下42。

https://arxiv.org/pdf/1903.04284.pdf

https://www.youtube.com/watch?v=ASoz_NuIvP0

https://arxiv.org/pdf/1604.07746v1.pdf

http://www.ams.org/journals/mcom/2007-76-259/S0025-5718-07-01947-3/S0025-5718-07-01947-3.pdf


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