證明:14個整數的4次方和不可能為1599。題目沒有說是正整數,但是0使問題困難了好多,所以假定要求正整數,並以此求解。
任何數的偶次方冪除以3,除了3及其倍數餘數為0,其餘餘數為1。我們稱這除三性。這兒的關鍵是用除三性要求兩邊除以3以後餘數相等。我們用(6,4。。。)表示6和4已經選定,其他數字待定。
因為現在0已經排除,允許值為1-6。先考慮用14個1234湊出1599。由除三性,右邊餘數為0,左邊的14個數,3只能出現2,5,8,11次之一。從數值上看,4種情況全是允許的。14個3顯然不是解答。
考慮(3x2。。。),還剩1437。就是要用12個124湊出1437。因為2和4的4次方均是16的倍數,我們至少要用1把1437減少到16x89=1424,即要減去13。因為最多只有12個1可用,故(3x2。。。)無解。
現在我們證明從(3x2。。。)可以導出,其餘3種也是無解。當我們增加3個3,即左邊增加243,剩下的數字就減少243=16x15+3。就是說到時候把剩餘的數降到16的倍數時,對1的需求會減少3。但是14個數里可以利用的數也減少了3。所以剩下的數字全部取1,還是和上面一樣缺1個。所以其餘三種情況也是同樣無解。
考慮(6。。。)。因為左邊加6的四次方,從除三性的角度,和全部用1234並無區別,所以最後也是需要13個1,但只有12個可用。
考慮(5x2。。。),還剩349。由除三性,右邊餘數為1,左邊有12個數可用,3只能出現2,5,8,11次之一。5個3 已經太大。所以3只能出現2次,還剩187,就是用10個124湊出187。同上,我們至少要把187減少到16x11=176,即要減去11。因為最多只有10個1可用,故不能用2個5。
考慮(5。。。),還剩974。由除三性,右邊餘數為2,左邊有13個數可用,3只能出現2,5,8,11次之一。4種情況數值全部允許,下面分別考慮。
考慮(5,3x2。。。),還剩812。就是要用11個124湊出812。同上,我們至少要把812減少到16x50=800,即減少12。因為最多只有11個1可用,故(5,3x2。。。)無解。
其餘三種情況,如前面所證明的,最後也是要減少12,但只有11個1可以用。
至此全部證明。但從結果來看,都是可利用的1比需要的1少一個,所以很可能還有更好的方法。歡迎踴躍投稿。