Sākums

LV.AMO.2022B.11.1

Vai skaitli 2022 var izteikt kā divu veselu skaitļu kubu summu?

Noslēpt atrisinājumu

Atrisinājums

Vispirms noskaidrosim, ar ko var būt kongruenti veselu skaitlu kubi pēc moduļa \(9\):

  • ja \(n \equiv 0\pmod 9\), tad \(n^{3} \equiv 0^{3} \equiv 0\pmod 9\);
  • ja \(n \equiv 1\pmod 9\), tad \(n^{3} \equiv 1^{3} \equiv 1\pmod 9 ;\)
  • ja \(n \equiv 2\pmod 9\), tad \(n^{3} \equiv 2^{3} \equiv 8 \equiv-1\pmod 9\);
  • ja \(n \equiv 3\pmod 9\), tad \(n^{3} \equiv 3^{3} \equiv 27 \equiv 0\pmod 9\);
  • ja \(n \equiv 4\pmod 9\), tad \(n^{3} \equiv 4^{3} \equiv 64 \equiv 1\pmod 9\);
  • ja \(n \equiv 5 \equiv-4\pmod 9\), tad \(n^{3} \equiv(-4)^{3} \equiv-1\pmod 9\);
  • ja \(n \equiv 6 \equiv-3\pmod 9\), tad \(n^{3} \equiv(-3)^{3} \equiv 0\pmod 9\);
  • ja \(n \equiv 7 \equiv-2\pmod 9\), tad \(n^{3} \equiv(-2)^{3} \equiv 1\pmod 9\);
  • ja \(n \equiv 8 \equiv-1\pmod 9\), tad \(n^{3} \equiv(-1)^{3} \equiv-1\pmod 9\).

Tātad veselu skaitlu kubi ir kongruenti ar 0 vai \(\pm 1\) pēc moduļa \(9\). Aplūkosim, ar ko var būt kongruenta divu veselu skaitllu kubu summa pēc moduļa \(9\).

\(a^{3}\pmod 9\) -1 0 1
\(b^{3}\pmod 9\)
-1 -2 -1 0
0 -1 0 1
1 0 1 2

Esam ieguvuši, ka divu šādu skaitlu summa pēc moduļa \(9\) var pieņemt jebkuru no vērtībām \(-2,-1,0,1,2\), taču nekādas citas. Tā kā \(2022 \equiv 6 \equiv-3 \pmod 9\) neparādās starp šīm vērtībām, tad divu veselu skaitļu kubu summa nevar būt \(2022\).