任意整数可表为不同整数立方和?

教育   教育   2024-07-15 22:44   浙江  

2024年7月15日

模块:数论、存在性问题、多项式差分
利用差分构造幂次和相等问题——从18江苏预赛压轴谈起

上期差分思想构造时 留了一个趣味思考题:

(2012国际城市)对任意整数,总能表示为一些不同整数的立方和吗?

分析与解

简化对象

注意到,故我们可以

  • 将立方和也可视作立方差;
  • 只需构造正整数

研究特例

我们先考察较小的整数,找点感觉

1=1^3是简单的;

但2就复杂了,通过枚举得

但这种做法不具有普遍性

联想到差分

实际上,当有差分思想后,我们完全可以用一些立方和表示常数:

构造常数

,作一次差分降次:

为避免重复,下一次差分步长为2:

为避免重复,下一次差分步长为4:

2到底怎么构造?

由于上述构造与无关,换言之我们可以去充分多互不重合的立方和得到无限组48.

一个自然的想法是:我们只需构造,再用加或减若干倍48,即可覆盖所有整数.

下面问题来了:怎么构造2?

等价类中选取合适的代表元

实际上,牟足了劲去构造2是错误的!

我们只需要找到一个模48余2的数即可!而这只需要2个模48余1的数的立方和

类似的,其他剩余类的情况,也如法炮制。

完整解答

   



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