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Números naturales bastante grandes puede escribirse como $ab+ac+bc$ $a,b,c>0$

Conjetura: Cualquier entero $n>462$ puede ser escrito como $n=ab+ac+bc$ donde $a,b,c\in\mathbb Z_+$.

Probado para todas las $n\leq 100,000$, pero me gustaría ver una prueba.

Las excepciones parece ser $\{1,2,4,6,10,18,22,30,42,58,70,78,102,130,190,210,330,462\}$


Es curioso, he jugado con BigZ y encontró que todos los impares primer parecía estar en forma. Yo iba a publicar en eso, pero luego me enteré de que casi cualquier número donde en este formulario. Y ahora resulta que depende de la generalización de la Hipótesis de Riemann.

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David HAust Puntos 2696

En su papel En las representaciones de xy+yz+zx,xy+yz+zx, Exper. De matemáticas. 2000, 153-158, Borwein y Choi demostrar que sólo una posible solución ($> 10^{11}$) y que no puede ocurrir si asumimos que la generalización de la Hipótesis de Riemann.

Este problema está estrechamente conectado a los viejos problemas en los números de la clase de los imaginarios cuadrática campos, por ejemplo, ver el extracto a continuación de la de Putnam colección de Kedlaya, Poonen, Vakil.

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HappyEngineer Puntos 111

No es una respuesta, sólo una reducción a una clase en particular de los casos.

Reclamo: Si hay un primer $p<2\sqrt{n}$ tal que $p\not\mid n$ $-n$ es un cuadrado modulo $p$, entonces el $a,b,c$ existen.

Al $n>1$ es impar, tenemos $(a,b,c)=\left(1,1,\frac{n-1}{2}\right)$.

Al $n>4$ es divisible por $4$,$(a,b,c)=\left(2,2,\frac{n}{4}-1\right)$.

Tan sólo tenemos que resolver para $n\equiv 2\pmod{4}$.

Como JG señalado, si $n+1$ no es primo, con la factorización de $n+1=uv$, $u,v>1$, a continuación, llegamos $(a,b,c)=(1,u-1,v-1)$.

Así que hemos reducido a al $n+1\equiv 3\pmod{4}$ es un primo.

[Supongo que todos estos casos puede ser visto a través de Jaap comentario acerca de la búsqueda de $c$, de modo que $n+c^2=rs$$r,s>c$. En el caso de $c=1$ nos da el extraño caso de o $n+1$ compuesto, en el caso de $c=2$ da el caso de $n$ divisible por $4$.]

Vamos a proceder usando Jaap comentario:

Si no existe $c$ tal que $n+c^2=rs$ algunos $r,s>c$, entonces podemos optar $(a,b,c)=(r-c,s-c,c)$.

Deje $p$ ser un primer relativamente primer a $n$ tal que $-n$ es un cuadrado modulo $p$.

A continuación, $n+c^2$ es divisible por $p$ algunos $\frac{p-1}{2}<c<p$.

Si $d=\frac{n+c^2}{p}$, queremos $d>c$ para garantizar una solución.

Así que queremos que $$pc<n+c^2$$

Pero $c^2-pc+n=\left(c-\frac{p}{2}\right)^2+n-\frac{p^2}{4}$.

Así que si $p^2\leq 4n$, este valor es positivo, y llegamos $d>c$ y, por tanto,$(a,b,c)=(p-c,d-c,c)$.


Esto explica por qué la $462$ es un buen candidato a fallar - $462=2\cdot 3\cdot 7\cdot 11$, lo $-462$ necesita para que no sea cuadrado modulo $5,13,17,19,23,29,31,37,41$. Esencialmente, para un gran $n$ tenemos un montón de distintos factores primos.

Esto también explica el porqué $n$ tiende a ser cuadrada gratis en los ejemplos.

Si $p^2\mid n$ $n+p^2=p^2\left(1+\frac{n}{p^2}\right)$ así que si $p^2\mid n$$1+\frac{n}{p^2}\leq p$, y debe ser un primo. Si no es primo, entonces $n+p^2=(pa)(pb)$ donde $ab=1+\frac{n}{p^2}$. Que nos da que si $n$ tiene un factor de cuadrado, a continuación, $n=p^2(q-1)$ para algunos prime $q\leq p$, y no debe haber ninguna solución a $ab+ac+bc=q-1$.


Si $d\mid n$ $d+\frac{n}{d}$ no debe ser factorizable como $ab$$a>1,b>d$, o de lo contrario, $n+d^2$ es factorizable como $(ad)(b)$.

Pero si $d+\frac{n}{d}\geq d^2$ esto significa que el $d+\frac{n}{d}$ debe ser un primo.

Por lo tanto, si $d\mid n$$d\leq \sqrt[3]{n}$, debe tener $d+\frac{n}{d}$ prime.

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