证明:14个整数的4次方和不可能是1599。
解】
1】这14个整数根据它们的奇偶性,可以有两种情况:
【a】奇数个奇数+奇数个偶数;
【b】偶数个奇数+偶数个偶数。
由它们之和是奇数1599,可知只能是情况【a】。
可知,掌握“奇数个奇数”是证明此题的关键,可免去许多组合!
即1、3或5的总个数,是奇数。
在[1,5]中取此14个整数的值,见以下详述。
2】确定此14个整数的取值范围。显然可取值于 [1,6]。
但是,由于6^4=1296,而1599-1296=303。由1】,303里面可能存在1或3个3的4次方。
--1个3的4次方。303-81=222;而2的4次方为16,无法得到偶数个4【2、4、6、8、10或12。把前面的6算入,是奇数个偶数】,即使除去一些偶数个1【前面的3计入,为奇数个奇数】,也不能得到正好是222,亦即总和不能是1599.
--3个3的4次方。303-3*81=60。同样可得出类似以上的结论。
故可排除这14个整数中含有6,亦即取值于[1,5]即可。
3】由于5^4=625,而3^4仅为81,可知即使13个【14内的最大的奇数】个3的4次方,也小于1599。
显然,此14个整数中,至少有1个5的4次方。
问题简化为两大情况来讨论:
【a】此14个整数中,有1个5的4次方。
然后,分别考察12、10、8、6、4、2和0个3的4次方。
所以从12个3的4次方开始,因为1599-625=974较大而已。
考察3的各种情况时,对应考察偶数个数的4或2的4次方与之相加的情况;不足之处试着加上偶数个数的1。
以上七种分情况,都使得“1599不是14个整数的4次方”这个命题成立。
【b】此14个整数中,有2个5的4次方。
验证情况与【a】类似,只是把3的4次方个数换为奇数次:4、2或0次。
【a】加上【b】合计约10次。比起从14个数里取5个甚至6个数来,要简单得太多了。
以上过程简单而重复;如果建立一个四元或五元的一次不定方程,解起来还不如这样做简单呢!