ЭлементыЭлементы большой науки
Жизнь в науке. Дневники
Главная / Дневники / Годес Анри Михайлович / Запись

О ЧЕТВЁРКАХ . КОТОРЫЕ...

29.03.2011
17:53
СПОСОБ НАХОЖДЕНИЯ ЧЕТВЁРОК ЭЙЛЕРА БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЯ
АЛГЕБРАИЧЕСКИХ ЧИСЕЛ
Был совет,который грех не использовать, от putnik"а , начинать программу от числа W. Пусть вначале заданы натуральные числа W и s.
1) u = W + 3s,
2) T = W + 6s,
3) u^2 + 3s^2 = GH. (Вопрос по поводу составных элементов квадратичных форм G и H снялся автоматически). G - наибольший сомножитель произведения GH).
4) В уже известном нам равенстве abc = 6sGH можно сократить G и соответственно c, всегда считая их равными, если G - простое число или простое с множителем 3, и G > H. (Случай H=1 ранее не рассматривался, но ведь простое GH исключать пока нет причин ).
5) 6sH = ab, (24sH = 4ab)
6) (a - b)^2 = (a + b)^2 - 4ab = (2T - c)^2 - 24sH.
7) x = T - c. ( 2T = a + b + c) ,
8) (a - b)^2 = (x+y-z-x) = (z - y)^2,
9) 8(z^3 +y^3) = 2(z+y)(4z^2 - 4zy + 4y^2) = 2c[(z+y)^2 + 3(z-y)^2] = 2c[c^2 + 3(a-b)^2] ,
10) Проверка8(z^3 + y^3) + 8x^3 = 2c[c^2 + 3(a - b)^2] + 8(T - c)^3 = 8W^3.
11) Найти явный вид чисел z,y,a,b . Некоторые из них могут быть натуральными.
Доказательство "правильности" четвёрок запишу отдельно.
Ответить предыдущая | следующая

КОММЕНТАРИИ:

29.03.2011 19:28#
putnik
О четвёрках.
Анри, если вы знакомы с языком LaTeX/TeX, то здесь на Элементах можно писать формулами:
1. "Включена поддержка формул на Элементах :-)". [21.07.2009]
Там есть и примеры.
29.03.2011 19:46#
О четвёрках.
Да, я этим воспользуюсь, спасибо.
30.03.2011 09:12#
putnik
О четвёрках.
> Пусть вначале заданы натуральные числа W и s. ...

Формула для которой ищутся решения:



По вашему алгоритму W задаётся изначально, остаётся вычислить значения x, y, z. Судя по приведённым вами 11 пунктам что-то совсем непонятно, как это можно сделать...

Начало понятное:
1. Компьютер вычисляет некую промежуточную переменную u.
2. Затем - переменную T.
3. Затем - GH.
4. Затем - abc (если не сокращать G). Если же сократить G, то здесь ничего нельзя вычислить.
5. ??? Дальше собственно вычисление остановлено...

Так как же компьютер сможет добраться до значений x, y и z? ;-)
30.03.2011 12:21#
О четвёрках.
Да, действительно, в п.4 следовало дать пояснение, что в равенстве слева неизвестные числа a,b,c , из которых c может быть приравнено G , а после п.4 не хватает пункта (4а или 5а) a+b=2T-c=2T-G.
В начале не хватает ограничения на исходные натуральные числа: они должны быть взаимно простыми, чтобы избежать непримитивных четвёрок Эйлера.
30.03.2011 13:25#
putnik
О четвёрках.
> Да, действительно, в п.4 следовало дать пояснение, что в равенстве слева неизвестные числа a,b,c , из которых c может быть приравнено G , а после п.4 не хватает пункта (4а или 5а) a+b=2T-c=2T-G.

Это пояснение ничего не даёт для продолжения вычисления на компьютере.
Какую переменную (или группу переменных) можно вычислить после моего п.4? ;-)

Допишите последовательно мои пункты так, чтобы в последних пунктах стояло:
x = ...
y = ...
z = ...
30.03.2011 15:59#
О четвёрках.
>Какую переменную (или группу переменных ) можно вычислить после моего п.4? ;-)<
1)Не понимаю, чем Вас не устраивает п.5) (a+b)= 2T-G ? Слева неизвестные числа, справа известные.
2) a-b=z-y может быть радикалом , не исключая и мнимых чисел. Мне казалось, что вашу программу лучше приучить к квадратам этих разностей, даже если это будут не квадраты целых чисел или даже числа отрицательные, поскольку вплоть до последнего пункта нужен только квадрат этого числа. (На моём калькуляторе нет ни кубов. ни радикалов, поэтому плохо понимаю проблемы с программой)

30.03.2011 16:33#
putnik
О четвёрках.
>> Какую переменную (или группу переменных ) можно вычислить после моего п.4? ;-)
> 1)Не понимаю, чем Вас не устраивает п.5) (a+b)= 2T-G ? Слева неизвестные числа, справа известные.


G - тоже неизвестная. Если вы скажите, что G=c, то c - тоже неизвестная.
30.03.2011 16:43#
О четвёрках.
Ну конечно, Вы правы, где-то надо добавить "выковыривание" самого большого простого числа (можно с множителем 3 ) из квадратичной формы GH.

А может проще? - перебрать все варианты двух неравных сомножителей в квадратичной форме GH, больший сомножитель назвать G.

В названии слово АЛГОРИТМ заменю словом СПОСОБ, чтобы не было иллюзии, что запустив программу, Вы найдёте ВСЕ четвёрки до любого W.
30.03.2011 17:00#
putnik
О четвёрках.
> ... где-то надо добавить "выковыривание" самого большого простого числа (можно с множителем 3 ) из квадратичной формы GH.

Нужна формула для такой процедурки.
Или алгоритм.

Поставить вычисление такого простого числа можно вашим п.4a.

PS: Вы собираетесь подменить G (и с) на такое наибольшее простое число?
30.03.2011 17:27#
О четвёрках.
>PS: Вы собираетесь подменить G (и с) на такое наибольшее простое число?<

Не хочется усложнять. Лучше упростить формулировки, если не боимся перебора вариантов.
30.03.2011 18:21#
putnik
О четвёрках.
>> PS: Вы собираетесь подменить G (и с) на такое наибольшее простое число?<
> Не хочется усложнять. Лучше упростить формулировки, если не боимся перебора вариантов.


Анри, я просто хочу обратить ваше внимание на то, что вычисление такого наибольшего простого числа из БОЛЬШОГО числа, это для компьютера долгая задача. Он может в итоге вычислять такую единственную 4-ку - сутками...

Ведь ему придётся это число (к примеру, 1024-разрядное), сначала делить на 2, потом на 3 и т.д., при этом каждый раз проверять результат деления на целочисленность...
И так с каждым кандидатом на "простоту".

Лучше конечно такого перебора избежать.

Что в итоге? Оставляете в своём алгоритме ПЕРЕБОР для поиска G как наибольшего простого числа? ;-)
30.03.2011 17:16#
putnik
О четвёрках.
> А может проще? - перебрать все варианты двух неравных сомножителей в квадратичной форме GH, больший сомножитель назвать G.

Больший неравный сомножитель (G) будет равен GH. :-))))
Соответственно H = 1.

Ваш алгоритм/способ ведь претендует на вычисление x,y,z для любого, сколь угодно большого W. Если так, то перебирать здесь не получится.
Точнее - в вашем алгоритме будет уже 2 перебора значений:
1. Перебираем начальные W и s.
2. Внутри алгоритма перебираем ещё и множители G и H.

Шансов, что такой алгоритм/способ в итоге окажется быстрее перебора по оригинальной формуле - ещё меньше...
30.03.2011 17:36#
О четвёрках.
Зачем нам ВСЕ варианты? Нужны только те варианты, которые получаются из конкретной пары начальных данных. Надо проверить, м.б. они окажутся одинаковыми?
30.03.2011 17:56#
putnik
О четвёрках.
> Зачем нам ВСЕ варианты? Нужны только те варианты, которые получаются из конкретной пары начальных данных. Надо проверить, м.б. они окажутся одинаковыми?

Проверить новую полученную 4-ку на оригинальность удобнее всего после её вычисления. :-)
Просто пытаешься внести её в SQL-базу результатов и все дела... Дубль не будет записан.

_________________

Начальная переменная s - штучка внешняя для оригинальной формулы.
Её задача, как я понимаю, только помочь в вычислениях...
Потому надо смотреть не на пару W и s, а только на конкретную W.

Если у нас в формуле



все числа натуральные, то для конкретной W есть КОНЕЧНОЕ количество сочетаний x,y,z.
Вот об этом количестве я и говорю. Ваш алгоритм/способ не должен пропустить ни одного такого сочетания. ;-)

Если же x,y,z допустить и отрицательные, то количество их сочетаний для конкретной W наверное может быть и бесконечным... Но не уверен в этом.
30.03.2011 17:28#
putnik
О четвёрках.
> чтобы не было иллюзии, что запустив программу, Вы найдёте ВСЕ четвёрки до любого W.

Если не ВСЕ 4-ки, то вообще какой смысл в этом алгоритме/способе?
30.03.2011 17:47#
О четвёрках.
Я предложил способ найти четвёрку по любым начальным W и s.
Искать все четвёрки? Разве это кому-нибудь надо?
30.03.2011 18:09#
putnik
О четвёрках.
> Я предложил способ найти четвёрку по любым начальным W и s.
Искать все четвёрки? Разве это кому-нибудь надо?


Если на каждую такую пару будет находиться верная 4-ка, но при этом для случая конкретной W и любой s алгоритм будет выдавать не ВСЕ существующие 4-ки, то этот алгоритм можно будет поставить в один ряд с уже известными формулами: "Бесконечные серии решений".

По сути он будет не лучше любой из них.
Вот только более громоздкий...

Вот если бы алгоритм выдавал ВСЕ возможные 4-ки для любой конкретной W, то это был бы действительно крутой прорыв. На мой взгляд. :-)
30.03.2011 18:32#
О четвёрках.
>Вот если бы алгоритм выдавал ВСЕ возможные 4-ки для конкретной W, то это был бы действительно крутой прорыв. На мой взгляд. :-) <

Для конкретной W - это не проблема: при каждом s < 1/3(W) будет если не один, то не много вариантов различных G и H. Надо также учитывать, что все делители GH - это тот же вид квадратичных форм. К примеру, чётное GH следует делить на 4, 16 и.т.д, пропуская 2,8 ит.д.
А нельзя искать большой делитель GH, начиная сверху? Попробую проверить с помощью вспомогательного числа r.( !,3,4,7,12 и т.д), которое для чего-то может же пригодиться.?
30.03.2011 19:02#
putnik
О четвёрках.
Для поиска простого числа G, ПЕРЕБОР в алгоритме оставляете?
30.03.2011 20:54#
О четвёрках.
>Для поиска простого числа G, ПЕРЕБОР в алгоритме оставляете?<
Да. Если попадётся число H< куб. корня из 6sGH. тоже хорошо, правда немного меняются следующие пункты.

Нужен перерыв.
31.03.2011 09:55#
putnik
О четвёрках.
>>> А нельзя искать большой делитель GH, начиная сверху? ...
>> Для поиска простого числа G, ПЕРЕБОР в алгоритме оставляете?
> Да.


Для инф., чтобы представить себе как это будет происходить:

1. Допустим, у нас есть число 100, из которого нам надо вычислить наибольший множитель в виде простого числа.
2. Сначала компьютер проверит, не является ли само число 100 простым числом (т.е. множители: 1 и 100). Для этого 100 последовательно будет делиться на 2, 3, 4 и т.д. вплоть до величины делителя равного корню из делимого (т.е. до 10, дальше увеличивать делитель нет смысла). Каждый результат деления будет проверяться на целостность. Если попалось деление нацело, значит проверка прекращается - число не простое и переходим к п.3.
Если число простое, то прекращаем поиск - цель достигнута, наибольший простой делитель найден.
3. Делим исходное число (100) на 2 и проверяем результат на целостность.
Если целое, то запускаем повторно п.2 для проверки найденного числа (50) на простоту. Если - нецелое, то переходим к п.4.
Если число простое, то прекращаем поиск - цель достигнута, наибольший простой делитель найден.
4. Делим исходное число (100) на 3 и опять проверяем на целостность, затем на простоту...
5. И т.д. вплоть до делителя равного корню из числа 100 (т.е. до 10, дальше проверять нет смысла).

_____________________________

Т.е. здесь мы имеем сразу 2 вложенных цикла и для поиска одного единственного числа выполняется достаточно много операций.
И вот это всё будет запускаться при проверке КАЖДОЙ пары W и s по вашему алгоритму.

На малых числах (GH) это сработает быстро.
Но представьте, сколько может занять времени поиск простого наибольшего делителя только из одного числа, к примеру, с 10-20 нулями...

Конечно можно использовать готовый список простых чисел (в инете есть такой список), и не проверять каждый раз полученный делитель на простоту. Сэкономим время, несколько ускорим процесс.
Но тогда ваш алгоритм будет зависим от "потолка" этого списка... Что согласитесь не очень комфортно....


PS: По уравнениям Морделла (при a даже с 10-20 нулями), 4-ки Эйлера компьютер найдёт за секунды:

Иллюстрации :
31.03.2011 13:31#
О четвёрках.
Спасибо за информацию.
1) Ещё раз просмотрел таблицы четвёрок Г.Александрова, перекодированную к числам a,b,c,W,s. Считаю, несмотря на возникшие трудности, что переход к числам W s в функции исходных данных - это правильный шаг. В указанной таблице нет парных повторений W s, что косвенно указывает на однозначность зависимости между исходными данными и тройкой переменных x,y,z, а следовательно и тройкой чисел a,b,c. Поэтому ожидаю, что возможности выбора вариантов a,b,c. будут сильно сужены. ( Конечно, нельзя утверждать, что и за пределами таблицы Александрова будет такая же благодать, но если встретятся исключения, будет более детальный перебор).
2) На роль известного числа из тройки a,b,c годится не только число c , получаемое при поиске делителя кв. формы GH, удовлетворяющее условию c > 0,7T , но и числа b>0,5T, a <0,5T , не обязательно простые.
3) Чуть не забыл. Один из двух целых делителей кв. формы часто будет произведением алгебраических чисел ab, ac или bc (он должен быть простым (?)) Поэтому вместо задачи поиска наибольшего простого числа будет правильно выполнить задачу определения остаточного натурального делителя, которому и будет отдана роль известного переменного в тройке чисел a,b,c
31.03.2011 14:01#
putnik
О четвёрках.
> Один из двух целых делителей кв. формы часто будет произведением алгебраических чисел ab, ac или bc (он должен быть простым (?)) Поэтому вместо задачи поиска наибольшего простого числа будет правильно выполнить задачу определения остаточного натурального делителя, которому и будет отдана роль известного переменного в тройке чисел a,b,c

Анри, будет наверное удобно, если в теме вы отчеркнёте верхний перечень и ниже начнёте писать новый, исправленный.

Пока там можно написать первые 3 пункта (включая вычисление GH).
И 4-й пункт - определение G.

Что вычисляется в следующем, новом 5-м пункте?
31.03.2011 14:59#
О четвёрках.
Хорошо, попытаюсь это сделать
30.03.2011 16:39#
putnik
О четвёрках.
>>> 8) (a - b)^2 = (x+y-z-x) = (z - y)^2,
>> Этот пункт вообще не разбери поймёшь... :-)
Почему бы просто не написать: a - b = z - y ?
> 2) a-b=z-y может быть радикалом , не исключая и мнимых чисел. Мне казалось, что вашу программу лучше приучить к квадратам этих разностей, даже если это будут не квадраты целых чисел или даже числа отрицательные, поскольку вплоть до последнего пункта нужен только квадрат этого числа.


Для компьютера это сейчас неважно.
Важно, что в обоих этих уравнениях, все 4 переменные (a,b,z,y) - неизвестные. ;-)
Неизвестно значение даже (хотя бы) для выражений с ними: (z-y) или (z-y)2.
03.04.2011 00:05#
О четвёрках.
Начало понятное:
1. Компьютер вычисляет некую промежуточную переменную u.
2. Затем - переменную T.
3. Затем - GH.
4. Затем - abc (если не сокращать G). Если же сократить G, то здесь ничего нельзя вычислить.
5. ??? Дальше собственно вычисление остановлено...
коррекция
п.4 (небольшая коррекция) Вычисляется Q = 6sGH и приравнивается к abc.

В куб. уравнении V^3 - (a+b+c)V^2 + (ab+bc+ca )V - abc=
= V^3 - [a+(b+c)]V^2 + [bc+(b+c)a]V -abc=0
все целые коэфициенты известны, если для корней этого уравнения
a,b,c выбран вариант разложения числа Q на два целых сомножителя.
один из которых считаем известным корнем a.
Действительно, если известно a, b+c=2T-a, bc= Q/a
Поэтому
в п.5 может стоять любое число из
выбранного варианта a,b,c.,не только c.
Если выбрано a. то вторым сомножителем будет bc.
Тогда п.6) (y-x)^2 = (c-b)^2 = (c+b)^2 - 4bc
Мысли по сокращению переборов есть, скоро напишу.





03.04.2011 00:53#
putnik
О четвёрках.
> Действительно, a+b+c=2T

5. Вычисляем значение a+b+c.
6. ???

Если бы было 3-е независимое уравнение с переменными a,b,c, то из системы 3-х уравнений можно было бы вычислить a,b,c по отдельности. 2 уравнения уже есть:
a*b*c=число1
a+b+c=число2

А в целом, пока совсем не понятно как вы в итоге из промежуточных a,b,c получите искомые x,y,z.
03.04.2011 10:39#
О четвёрках.

>5. Вычисляем значение a+b+c <

Это число T - оно уже зафиксировано в п.2. Поскольку больше вероятность получить решение с одним действительным корнем, чем с тремя, то лучше сохранить прежний вариант программы с п.5, в котором выбирается в качестве известного один из корней, не обязательно наибольший из простых делителей Q.
03.04.2011 12:44#
putnik
О четвёрках.
>> 5. Вычисляем значение a+b+c <
> Это число T - оно уже зафиксировано в п.2.


По п.5 вопросов и не было.
Вопрос по п.6 - что вычисляем дальше?
03.04.2011 12:44#
О четвёрках.
По некоторым этим замечаниям подправил предыдущее сообщение.

к п.6 вернусь позже.
03.04.2011 12:51#
putnik
О четвёрках.
> если для корней этого уравнения
a,b,c выбран вариант разложения числа Q на два целых сомножителя


И что это за вариант?
Что будет в п.6?
30.03.2011 13:21#
putnik
О четвёрках.
> 7) x = T - c. ( 2T = a + b + c) ,
10) Проверка8(z^3 + y^3) + 8x^3 = 2c[c^2 + 3(a - b)^2] + 8(2T - c)^3 = 8W^3.


Из п.10 следует, что в п.7 у вас опечатка.
Должно быть: x = 2T - c.

__________________________________

> 8) (a - b)^2 = (x+y-z-x) = (z - y)^2,

Этот пункт вообще не разбери поймёшь... :-)
Почему бы просто не написать: a - b = z - y ?

________________________

Анри, если вы в этой теме пишите ВЫВОД формул, то пишите ВСЕ формулы подряд, без исключений. Чтобы из одних следовали другие.
Если же здесь изложен АЛГОРИТМ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ, то промежуточные формулы не нужны. Но обязательно нужны формулы, по которым РЕАЛЬНО можно вычислить значения для x,y,z.
30.03.2011 14:52#
О четвёрках . которые...
>Из п.10 следует, что в п.7 у вас опечатка.
Должно быть: x = 2T - c. . <

В п. 10 опечатка. Должно быть x = T - c. . 2T - c = a + b

Остальное буду корректировать, только не могу угнаться за Вашей скоростью.
30.03.2011 17:56#
victorturansky
О четвёрках . которые...
>начинать программу от числа W

Для начала нужно проверить Ваш алгоритм для W=1. Алгоритм нужно сравнивать с алгоритмом Морделла:
x = 9a^4
y = 1 − 9a^3
z = 3a − 9a^4
w = 1
где a - любое число.
15.04.2011 11:51#
О четвёрках . которые...
Я проверил этот вариант алгоритма по первой колонке программы Владимира Наседкина для случая W=40, s=2 (с отрицательным квадратом комплексного числа e)
i= 2T-b=a+c=104-3=101
e^2 =(c-a)^2 = i^2 - 4ac = -23847
8(z^3 + x^3) = 2(z+x)(4z^2 - 4zx + 4x^2) = 2b[b^2 +3(c-a)^2]=
=2*3(9 -3*23847) = - 429192
z^3 + x^3 = - 53649
y^3 = (T-b)^3 = 49^3 = 117649

z^3 + x^3 + Y^3 = -53649 + 117649 = 64000 = 40^3 = (W)^3

Это "правильная" четвёрка". если не требовать паспорта от чисел
z и x для док-ва их натуральности.

15.04.2011 19:42#
putnik
О четвёрках . которые...
> ... Это "правильная" четвёрка". если не требовать паспорта от чисел z и x для док-ва их натуральности.

Анри, а где здесь 4-ка-то? ;-)
Чему здесь равны x,y,z?
у=49, а остальные чему равны?
15.04.2011 23:36#
О четвёрках . которые...
>Анри, а где здесь 4-ка-то? ;-) <

Вы правы, это, конечно, очень условная четвёрка. Хотя формально x и z в первой и любой колонке можно получить так же, как и в "правильной" колонке.
В данном случае
x= T-c= 1/2(3 - j(23847)^(1/2) , z= T- a = 1/2(3 + j(23847)^(1/2)

я не возвожу эти числа в 3-ю степень для проверки суммы трёх кубов вместе с y^3, а беру отдельно сумму z^3 +x^3, в которой сомножители (z+x)=b и (z^2 - zx + x^2) - целые числла, хотя z и x - полуцелые сопряжённые комплексные числа.
всё-таки не могу соггласиться с тем, что это отходы или пустая порода.
15.04.2011 23:54#
putnik
О четвёрках . которые...
> z и x - полуцелые сопряжённые комплексные числа

К 4-м Эйлера они не имеют никакого отношения.

Если разрешить x,y,z,w быть нецелыми и т.п., то в "задаче о четвёрке кубов" вообще не будет смысла.
Ведь тогда для ЛЮБЫХ трёх произвольных переменных, ВСЕГДА можно будет найти 4-ю...
Вести дневник и оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи
Логин:
Пароль:
Зарегистрироваться
Последние сообщения
Помощь
Всего дневников: 654

Пользователей
в системе: 2784

Всего записей
и комментариев: 50249

Записей и комментариев
за последние 24 часа: 17

АКТИВНЫЕ ДНЕВНИКИ


 
Энциклопедия | Новости | Блоги | Календарь | Право | Библиотека | Детские вопросы | ЖОБ При поддержке фонда Дмитрия Зимина - Династия