Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела ммо - задания по годам
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#30981

Известно, что число n  является суммой квадратов трёх натуральных чисел. Докажите, что число n2  тоже является суммой квадратов трёх натуральных чисел.

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Самый главный вопрос - как нам так разложить n²! Давайте запишем его как (a²+b²+c²)² и раскроем скобки! Получившиеся слагаемые необходимо сгруппировать в три квадрата.

Подсказка 2

Заметим, что a⁴, b⁴, c⁴ получились тогда из одного из этих квадратов. Но это не мог быть (a²+b²+c²)² , значит попробуем (a²+b²-c²)². Тогда посмотрите, какие слагаемые еще останутся, если часть мы сгруппируем в такой квадрат, и попробуйте остальное тоже разложить как квадраты!

Показать доказательство

Сделаем обозначения по условию: n =a2+ b2+ c2,a≥ b≥c.  Если мы упорядочим так переменные, то натуральным будет число  2  2   2   2   2  2   2          2   2  2
a + b − c ≥ 2b− c > b− c ≥ 0 =⇒  a + b − c ≥ 1.  Попробуем собрать его квадрат с ещё двумя другими натуральными:

 2  ( 2  2   2)2   4  4   4   2 2   22    22
n =  a +b + c  = a + b+ c + 2a b +2b c +2a c =

  (4   4  4    22    22   2 2)   22    22
=  a +b + c+ 2a b− 2bc − 2ac  +4b c +4a c =

  (2   2  2)2     2     2
= a + b − c  +(2bc) + (2ac)

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Замечание.

Если число n  является суммой квадратов двух натуральных чисел, то число n2  уже не обязательно является суммой квадратов двух натуральных чисел, например,

  2  2 2
(1 + 1) = 4= 1+ 3=2 +2,

несмотря на справедливость схожего с решением по виду тождества

(a2+b2)2 =(a2− b2)2+ (2ab)2

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Замечание.

В виде суммы четырёх квадратов целых чисел можно представить уже любое натуральное число. Это одна из теорем Лагранжа.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!