4 svar
327 visningar
Darth Vader 186
Postad: 8 mar 19:16

Kluring (talteori)

Hej PA!

Här kommer ett klurigt problem i talteori:

Vilka heltal kan skrivas som differensen mellan två heltalskvadrater? Med andra ord, för vilka heltal mm finns heltal xx och yy som uppfyller m=x2-y2m=x^{2}-y^{2}?

Någon som känner sig manad?

Gustor 782
Postad: 8 mar 20:17 Redigerad: 8 mar 20:30
Visa spoiler

Alla udda tal 2n+12n+1 går om man tar (n+1)2-n2=2n+1(n+1)^2-n^2=2n+1.

Alla kvadrater går ju självklart också om vi väljer ena talet till noll.

Men även 8=32-118=3^2-1^1 och 12=42-2212=4^2-2^2. Faktum är att vi kan få alla tal på formen 4n+44n+4 genom (n+2)2-n2(n+2)^2-n^2. Så alla multiplar av 44 går också.

Vad händer om vi tar större skillnader?(n+3)2-n2=6n+9(n+3)^2-n^2=6n+9 är udda. Faktum är att alla udda differenser mellan xx och yy kommer ge oss udda tal. Eftersom 2ab+b22ab+b^2 är udda om och endast om bb är udda.

Om skillnaden är jämn får vi istället(n+2k)2-n2=4k+4k2(n+2k)^2-n^2=4k+4k^2, återigen delbart med 44.

Slutsats: alla udda tal går, samt alla multiplar av 4 och alla kvadrater.


Tillägg: 8 mar 2025 20:21

Visa spoiler

Hmm, fast kvadraten av ett udda tal är udda, och kvadraten av ett jämnt tal måste ha en faktor 222^2, så alla kvadrater ingår i mängden av udda tal och multiplar av 4.

Darth Vader 186
Postad: 8 mar 22:30 Redigerad: 8 mar 23:51
Gustor skrev:
Visa spoiler

Alla udda tal 2n+12n+1 går om man tar (n+1)2-n2=2n+1(n+1)^2-n^2=2n+1.

Alla kvadrater går ju självklart också om vi väljer ena talet till noll.

Men även 8=32-118=3^2-1^1 och 12=42-2212=4^2-2^2. Faktum är att vi kan få alla tal på formen 4n+44n+4 genom (n+2)2-n2(n+2)^2-n^2. Så alla multiplar av 44 går också.

Vad händer om vi tar större skillnader?(n+3)2-n2=6n+9(n+3)^2-n^2=6n+9 är udda. Faktum är att alla udda differenser mellan xx och yy kommer ge oss udda tal. Eftersom 2ab+b22ab+b^2 är udda om och endast om bb är udda.

Om skillnaden är jämn får vi istället(n+2k)2-n2=4k+4k2(n+2k)^2-n^2=4k+4k^2, återigen delbart med 44.

Slutsats: alla udda tal går, samt alla multiplar av 4 och alla kvadrater.


Tillägg: 8 mar 2025 20:21

Visa spoiler

Hmm, fast kvadraten av ett udda tal är udda, och kvadraten av ett jämnt tal måste ha en faktor 222^2, så alla kvadrater ingår i mängden av udda tal och multiplar av 4.

Snyggt löst! :D

Jag löste problemet på ett lite annat sätt med hjälp av modulo. Om du är nyfiken kan jag gärna förklara hur jag tänkte :)

matte_novisen 2
Postad: 9 mar 08:04 Redigerad: 9 mar 08:10
Visa spoiler Alla positiva heltal m där m (mod 4) ≠ 2. Och även alla negativa versioner av dessa tal.
Darth Vader 186
Postad: 9 mar 11:24
matte_novisen skrev:
Visa spoiler Alla positiva heltal m där m (mod 4) ≠ 2. Och även alla negativa versioner av dessa tal.

Yes, det stämmer, men skulle du kunna utveckla ditt resonemang lite mer? Hur skulle du visa att alla sådana mm kan skrivas som en differens av två heltalskvadrater? Och varför fungerar inte tal 2(mod4)\equiv 2 \pmod{4}?

Svara
Close