■ウェアリングの問題(その259)

a^4=0,1,16,81,256,・・・

1,2,17,82,

16,17,32,97

81,82,97

a^4+b^4=0,1,2,16,17,32,81,82,97,・・・

これに対しては15定理は成立しない。

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1=1

2=1+1

・・・・・・・

15=1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1

16=16

・・・・・・・

31=16+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1

32=16+16

・・・・・・・

47=16+16+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1

48=16+16+16

・・・・・・・

63=16+16+16+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1

64=16+16+16+16

・・・・・・・

79=16+16+16+16+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1

80=16+16+16+16+16

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(n+1)^4-n^4=4n^3+6n^2+4n+1,n=1のとき15=2^4-1

(n+1)^4/n^4~n=2のときm=[(3/2)^4]=5

m=1→15

m=2→1+15=16

m=3→2+15=17

m=4→3+15=16

m=5のとき→4+15=19

したがって、最大値は(2^4-1)+m-1

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一般に、 2^4-1+[(3/2)^4]-1になると思われるが、

2^2-1+[(3/2)^2]-1=4

2^3-1+[(3/2)^3]-1=9

2^4-1+[(3/2)^4]-1=19

これがヨハン・アルブレヒト・オイラーの不等式であった。

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2^nと3^nの間を埋めるため

1が2^n-1個と

2^nが[(3/2)^n]-1個必要になる。

N角数定理もウェアリングの問題同様、nが小さいときの問題に帰着される

Nと2Nの間を埋めるために1がN個必要になる

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1^nと2^nの間を埋めるため、1が[(2/1)^n]-1個と

2^nと3^nの間を埋めるため、2^nが[(3/2)^n]-1個

3^nと4^nの間を埋めるため、3^nが[(4/3)^n]-1個

4^nと5^nの間を埋めるため、4^nが[(5/4)^n]-1個必要になるが、

これらは減少関数なので、一番多い[(2/1)^n]-1が最も重要になる。

3^nが増えても1が減っては元も子もないのである。

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nlog(k+1/k)>log2となるnは?

[(3/2)^n]>2となるのはn=2

[(4/3)^n]>2となるのはn=3

[(5/4)^n]>2となるのはn=4

[(6/5)^n]>2となるのはn=4

[(7/6)^n]>2となるのはn=5

[(8/7)^n]>2となるのはn=6

[(9/8)^n]>2となるのはn=6

[(10/9)^n]>2となるのはn=7

[(11/10)^n]>2となるのはn=8

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平方和ならば[(3/2)^n]まで

立方和ならば[(4/3)^n]まで

4乗和ならば[(6/5)^n]まで考えればよいことになる

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