NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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Rubrique

PARTITION

 

Qté:

2

3

4

Etc.

Carrés

a² + b²

a2 + b2 + c2

a²+b²+c²+d²

a²+b²+ … +k²

Cubes

a3 + b3

a3 + b3 + c3

a3+b3+ c3+ d3

a3+b3+ … +k3

Puissance n

an + bn

an + bn + cn

an + bn + cn + dn

an+bn +...+kn

Théorie

Propriétés

Propriétés

Propriétés

Propriétés

 

Sommaire de cette page

>>> Dénombrement

>>> Somme de 2 carrés pour les nombres de 1 à 15

>>> Propriétés

>>> S'y  retrouver

 

 


 

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  .

 

 

 

DÉNOMBREMENT

 

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

           ( +1 )²           ( -2  

           ( -1             ( -2  

           ( +2 )²           ( +1 )²

           ( +2 )²           ( -1  

           ( -2             ( +1 )²

           ( -2             ( -1  

*           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)

 

 

 

SOMME de deux CARRÉS

pour les nombres de 1 À 15

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

 

 

 

PROPRIÉTÉS

 

Démonstration

 

*           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.
On cherche la quantité de ces nombres à l’intérieur du cercle.
La démonstration est un peu trapue. Son explication dépasse le niveau de ce site

 

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.

 

 

 


 

Suite

*    Nombres sommes de carrés deux fois

*    Théorème de Jacobi

*    Somme de carrés

*    Théorie sur la somme des carrés

Voir

*    Bi, tripartitions

*    Calcul mental

*    Géométrie

*    Nombre = sommes de puissances

*    Nombres carrés

*    Nombres polygones

*    Nombres triangles

*    Partition

*    Somme des inverses

*    Somme multi puissantes

*    Théorie des nombres

*    Unité des puissances

Sites

Sites sur les sommes de puissances

*      Computing Minimal Equal Sums Of Like Powers  - Jean-Charles Mérignac

*      Equal Sums Of Like Powers    - Chen Shuwen