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第6問

正整数 nn ごとに、最大整数 S(n)S(n) を、すべての k≤S(n)k\le S(n) について n2n^2 を kk 個の正の平方の和に書けるように定める。(a) S(n)≤n2−14S(n)\le n^2-14 を n≥4n\ge4 で示せ。(b) 等号となる nn を求めよ。(c) そのような nn が無限に存在することを示せ。
ステップ 5/5: 残りの大きな個数を埋める
ざっくり言うと

残りの大きな個数を埋める

K1K2>23N1N2K_1K_2>\frac23N_1N_2
詳しい解説

N≥169N\ge169 では任意の余剰 d≥14d\ge14 が d=3a+8bd=3a+8b と書ける。1から始めて4個または9個の同じ平方をまとめれば N/2N/2 より大きく N−14N-14 以下の全個数を覆う。Ki=Ni−14>23NiK_i=N_i-14>\frac23N_i なので積の範囲はこの大きい個数の範囲と重なる。13213^2 から積を繰り返すと無限個の 132r13^{2r} で S(13r)=132r−14S(13^r)=13^{2r}-14。