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Multi
sommes de carrés - Propriétés Certains
nombres ne sont jamais une telle somme. D’autres
le sont une fois ou, même, plusieurs fois. Où
on retrouve une fois de plus la constante . |
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Définition
Fonction r(n) : donne la quantité
de fois qu’il est possible de trouver le
nombre comme somme de 2 carrés. Exemple
5 = 1² + 2² est une représentation de base de la
partition de 5 en somme de deux carrés.
Comptons les permutations possibles, y compris avec les
nombres entiers négatifs au carré: 5 = ( +1 )² + (
+2 )² ( -1 )² ( +2 )² ( +1 )² (
-2 )² ( -1 )² ( -2 )² ( +2 )² (
+1 )² ( +2 )² (
-1 )² ( -2 )² ( +1 )² ( -2 )² ( -1 )²
Nous dénombrons 8 configurations: 2 pour les nombres
positifs et 4 fois plus du fait des signes: r(5) =
8 Quantité
Pour chaque présentation de base (quel que soit l'ordre
et le signe), produit de deux facteurs
quantité de présentations selon l'ordre; et
quantité de présentations selon le signe. Puis
somme de tous ces produits r( 5) = 2 x 4 = 8 r(30) = 24 x 16 +
24 x 8 = 576 (voir théorème de Jacobi) |
pour les nombres de 1 À 15 |
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n a²
+ b² Base r(n) 0 0² + 0² 1 1 1 0² + 1² 1 4 2 1² + 1² 1 4 3 0 0 4 0² + 2² 1 4 5 2² + 1² 1 8 6 0 0 7 0 0 8 2² + 2² 1 4 9 0² + 3² 1 4 10 1² + 3² 1 8 11 0 0 12 0 0 13 2² + 3² 1 8 14 0 0 15 0 0 |
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Trouvée par Gauss en 1800.
Elle s’appuie sur le fait que x² + y² est l’équation
d’un cercle (alors pas étonnant de retrouver )
La démonstration utilise la notion d'entiers de Gauss. Valeur
de r(n) r(n) = 0
Pour n = 4k +3. Soit :
3, 7, 11, 15, 19, 23 … r(n) = grand
On peut trouver n tel que r(n) est aussi grand que l’on veut.
Il existe des r(n)
infini. Moyenne des r(n) = p
En moyenne, un nombre n se décompose en p partitions
de sommes de 2 carrés. |
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Voir |
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Sites |
Sites sur les sommes de puissances Computing
Minimal Equal Sums Of Like Powers - Jean-Charles Mérignac
Equal Sums Of Like Powers - Chen Shuwen |