・累乗数の和                        V 氏

 任意の整数nについて、自然数kが存在して、n=±1±2±3±…±k となる。

例 0=1+2−3
   1=1
   2=1−2+3
   3=1+2
   4=1+2−3+4
   5=1−2−3+4+5
   6=1+2+3
  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

 任意の整数nについて、自然数kが存在して、n=±12±22±32±・・・±k2 となる。

例 0=−12−22+32−42+52+62−72
   1=12
   2=−12−22−32+42
   3=−12+22
   4=−12−22+32
   5=12+22−32−42+52
  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

 任意の整数nについて、自然数kが存在して、n=±13±23±33±…±k3 となる。

例 0=−13−23+33−43+53+63+73−83−93+103+113−123
   1=13
   2=−13−23+33−43−53+63+73−83+93−103−113+123
   3=−13−23−33−43−53+63−73−83+93+103−113−123+133
   4=−13−23+33+43−53+63+73−83
   5=−13+23+33−43+53−63+73+83−93
   6=13−23+33+43−53+63+73−83
  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・


 以上の3つの命題は、正しいようです。4乗以上の場合は、どうでしょうか?


(コメント) 任意の整数が表せると自信を持っては言えないです...。


 平成25年6月18日付けで、HN「数々の和」さんから、

 3乗和について、すべての自然数nが、±13±23±33±…±k3 で表される

ことが確認されたとの報告をメールでいただいた。

 あるnが、1〜kで表現したとすると、恒等式

-(k+1)3+(k+2)3+(k+3)3-(k+4)3+(k+5)3-(k+6)3-(k+7)3+(k+8)3=48

を付け加えれば、n+48が作れるので、47までについて頑張ればいい。

 4乗数について同じような恒等式を作ると、1536という値が出てきて1535以下のすべての
数が表現できることが確認されればよいが、手計算では無理である。

n k 13 23 33 43 53 63 73 83 93 103 113 123 133 143 153 163 173 183 193
1 1 +                                    
2 12 - - + - - + + - + - - +              
3 13 + - + + + + - + - + - - +            
4 8 - - + + - + + -                      
5 9 - + + - + - + + -                    
6 8 + - + + - + + -                      
7 2 - +                                  
8 19 - + + + - + - + - - + - + + - + - - +
9 2 + +                                  
10 19 + + + + - + - + - - + - + + - + - - +
11 9 + + - + - + - - +                    
12 11 - - - - + + - + - - +                
13 14 - + + - - + + - - + - + + -          
14 11 + - - - + + - + - - +                
15 10 - + - - - - - + - +                    
16 11 - - - - - - + + - - +                
17 10 + + - - - - - + - +                  
18 3 - - +                                
19 10 + - - + - + - + + -                  
20 3 + - +                                
21 13 - + + + - - + + - + - - +            
22 8 + + + + - + + -                      
23 13 + + + + - - + + - + - - +            
24 16 - - - - + + + - + - - + - + + -      
25 5 - - - - +                            
26 7 - - - + + + -                        
27 5 + - - - +                            
28 4 - - - +                              
29 18 - + + - + - + - - + - + + - + - - +  
30 4 + - - +                              
31 18 + + + - + - + - - + - + + - + - - +  
32 7 + - - + - - +                        
33 10 - + - + - + - + + -                  
34 3 - + +                                
35 10 + + - + - + - + + -                  
36 3 + + +                                
37 17 - - + - + - + + - - + + - + - - +    
38 11 - - - - + - + - + + -                
39 10 - - - + + - + - - +                  
40 11 + - - - + - + - + + -                
41 5 - + - - +                            
42 7 - + - + + + -                        
43 5 + + - - +                            
44 4 - + - +                              
45 6 - - + - - +                          
46 4 + + - +                              
47 6 + - + - - +                          
48   -(k+1)3+(k+2)3+(k+3)3-(k+4)3+(k+5)3-(k+6)3-(k+7)3+(k+8)3


(コメント) 数々の和さん、ありがとうございます。何かスッキリした気分です!


 この話題に関連して、GAIさんが「運動会での均等分け」と題して、次のような問題を作ら
れた。(平成25年6月20日付け)

 運動会で1〜16の各メンバーを赤組、青組に均等に2分し、それぞれのメンバーの1乗
和、2乗和、3乗和が各組で相等しくなるように分割してください。同じく、1〜24のメンバー
についても同様な分け方を行ってください。


 この問題を、攻略法さんが考察されました。(平成25年6月20日付け)

 1〜16だと、次の1通り。

0=+1^1-2^1-3^1+4^1-5^1+6^1+7^1-8^1-9^1+10^1+11^1-12^1+13^1-14^1-15^1+16^1
0=+1^2-2^2-3^2+4^2-5^2+6^2+7^2-8^2-9^2+10^2+11^2-12^2+13^2-14^2-15^2+16^2
0=+1^3-2^3-3^3+4^3-5^3+6^3+7^3-8^3-9^3+10^3+11^3-12^3+13^3-14^3-15^3+16^3


 1〜24だと、次の8通り。

 3乗和のみ記載すると、

0=+1^3-2^3-3^3-4^3+5^3+6^3+7^3+8^3-9^3+10^3-11^3-12^3-13^3-14^3+15^3-16^3+17^3+18^3+19^3+20^3-21^3-22^3-23^3+24^3

0=-1^3+2^3+3^3-4^3-5^3+6^3+7^3+8^3-9^3-10^3-11^3-12^3+13^3+14^3-15^3+16^3+17^3-18^3+19^3-20^3+21^3-22^3-23^3+24^3

0=-1^3+2^3+3^3-4^3+5^3-6^3+7^3-8^3-9^3+10^3-11^3-12^3+13^3+14^3+15^3+16^3-17^3-18^3-19^3+20^3+21^3-22^3-23^3+24^3

0=+1^3-2^3-3^3+4^3+5^3-6^3-7^3+8^3-9^3+10^3-11^3+12^3+13^3-14^3+15^3-16^3+17^3-18^3-19^3+20^3+21^3-22^3-23^3+24^3

0=+1^3-2^3+3^3-4^3-5^3-6^3+7^3+8^3+9^3-10^3+11^3-12^3-13^3+14^3-15^3+16^3+17^3+18^3-19^3-20^3-21^3+22^3-23^3+24^3

0=+1^3-2^3+3^3-4^3-5^3+6^3-7^3+8^3-9^3-10^3+11^3+12^3+13^3+14^3-15^3-16^3+17^3-18^3+19^3-20^3-21^3+22^3-23^3+24^3

0=+1^3-2^3+3^3-4^3+5^3-6^3-7^3-8^3-9^3+10^3+11^3+12^3+13^3+14^3+15^3-16^3-17^3-18^3-19^3+20^3-21^3+22^3-23^3+24^3

0=+1^3+2^3-3^3-4^3-5^3-6^3+7^3-8^3+9^3-10^3+11^3+12^3+13^3+14^3-15^3+16^3-17^3+18^3-19^3-20^3-21^3-22^3+23^3+24^3



(コメント) 1乗和、2乗和、3乗和が各組で相等しくなる場合があるということに感動しまし
      た!攻略法さんに感謝します。

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