Share to: share facebook share twitter share wa share telegram print page

Legendre's three-square theorem

In mathematics, Legendre's three-square theorem states that a natural number can be represented as the sum of three squares of integers

if and only if n is not of the form for nonnegative integers a and b.

Distances between vertices of a double unit cube are square roots of the first six natural numbers due to the Pythagorean theorem (√7 is not possible due to Legendre's three-square theorem)

The first numbers that cannot be expressed as the sum of three squares (i.e. numbers that can be expressed as ) are

7, 15, 23, 28, 31, 39, 47, 55, 60, 63, 71 ... (sequence A004215 in the OEIS).
a
b
0 1 2
0 7 28 112
1 15 60 240
2 23 92 368
3 31 124 496
4 39 156 624
5 47 188 752
6 55 220 880
7 63 252 1008
8 71 284 1136
9 79 316 1264
10 87 348 1392
11 95 380 1520
12 103 412 1648
Unexpressible values
up to 100 are in bold

History

Pierre de Fermat gave a criterion for numbers of the form 8a + 1 and 8a + 3 to be sums of a square plus twice another square, but did not provide a proof.[1] N. Beguelin noticed in 1774[2] that every positive integer which is neither of the form 8n + 7, nor of the form 4n, is the sum of three squares, but did not provide a satisfactory proof.[3] In 1796 Gauss proved his Eureka theorem that every positive integer n is the sum of 3 triangular numbers; this is equivalent to the fact that 8n + 3 is a sum of three squares. In 1797 or 1798 A.-M. Legendre obtained the first proof of his 3 square theorem.[4] In 1813, A. L. Cauchy noted[5] that Legendre's theorem is equivalent to the statement in the introduction above. Previously, in 1801, C. F. Gauss had obtained a more general result,[6] containing Legendre's theorem of 1797–8 as a corollary. In particular, Gauss counted the number of solutions of the expression of an integer as a sum of three squares, and this is a generalisation of yet another result of Legendre,[7] whose proof is incomplete. This last fact appears to be the reason for later incorrect claims according to which Legendre's proof of the three-square theorem was defective and had to be completed by Gauss.[8]

With Lagrange's four-square theorem and the two-square theorem of Girard, Fermat and Euler, the Waring's problem for k = 2 is entirely solved.

Proofs

The "only if" of the theorem is simply because modulo 8, every square is congruent to 0, 1 or 4. There are several proofs of the converse (besides Legendre's proof). One of them is due to J. P. G. L. Dirichlet in 1850, and has become classical.[9] It requires three main lemmas:

Relationship to the four-square theorem

This theorem can be used to prove Lagrange's four-square theorem, which states that all natural numbers can be written as a sum of four squares. Gauss[10] pointed out that the four squares theorem follows easily from the fact that any positive integer that is 1 or 2 mod 4 is a sum of 3 squares, because any positive integer not divisible by 4 can be reduced to this form by subtracting 0 or 1 from it. However, proving the three-square theorem is considerably more difficult than a direct proof of the four-square theorem that does not use the three-square theorem. Indeed, the four-square theorem was proved earlier, in 1770.

See also

Notes

  1. ^ "Fermat to Pascal" (PDF). September 25, 1654. Archived (PDF) from the original on July 5, 2017.
  2. ^ Nouveaux Mémoires de l'Académie de Berlin (1774, publ. 1776), pp. 313–369.
  3. ^ Leonard Eugene Dickson, History of the theory of numbers, vol. II, p. 15 (Carnegie Institute of Washington 1919; AMS Chelsea Publ., 1992, reprint).
  4. ^ A.-M. Legendre, Essai sur la théorie des nombres, Paris, An VI (1797–1798), p. 202 and pp. 398–399.
  5. ^ A. L. Cauchy, Mém. Sci. Math. Phys. de l'Institut de France, (1) 14 (1813–1815), 177.
  6. ^ C. F. Gauss, Disquisitiones Arithmeticae, Art. 291 et 292.
  7. ^ A.-M. Legendre, Hist. et Mém. Acad. Roy. Sci. Paris, 1785, pp. 514–515.
  8. ^ See for instance: Elena Deza and M. Deza. Figurate numbers. World Scientific 2011, p. 314 [1]
  9. ^ See for instance vol. I, parts I, II and III of : E. Landau, Vorlesungen über Zahlentheorie, New York, Chelsea, 1927. Second edition translated into English by Jacob E. Goodman, Providence RH, Chelsea, 1958.
  10. ^ Gauss, Carl Friedrich (1965), Disquisitiones Arithmeticae, Yale University Press, p. 342, section 293, ISBN 0-300-09473-6
Read more information:

Koka Subba Rao Ketua Hakim Mahkamah Agung IndiaMasa jabatan30 Juni 1966 – 11 April 1967‡ Informasi pribadiKebangsaanIndiaProfesiHakimSunting kotak info • L • B Koka Subba Rao adalah hakim Mahkamah Agung India. Ia diangkat sebagai hakim di mahkamah tersebut pada tanggal 31 Januari 1958. Ia lalu terpilih sebagai Ketua Hakim Mahkamah Agung India pada tanggal 30 Juni 1966. Masa baktinya sebagai hakim di mahkamah tersebut kemudian berakhir pada tanggal 11 April 1967‡.[…

Rajesh MapuskarLahir26 September 1968 (1968-09-26) (usia 55)Shrivardhan, Maharashtra, IndiaPekerjaanSutradara, Penulis, ProduserTahun aktif1991–sekarangOrang tuaAnant Mapuskar (Ayah)Sindhu Mapuskar (Ibu)KerabatMegha Barve (Saudara) Rajesh Mapuskar adalah seorang sutradara, penulis, dan produser asal India. Ia terlibat dalam dunia perfilman pada saat usia yang masih sangat dini, disebabkan keluarganya memiliki gedung bioskop. Catatan Referensi INTERVIEW Rajesh Mapuskar, People tried t…

Crazy TaxiLogo Crazy TaxiAliranKejar-mengejar Skor, balapanPengembangHitmakerPenerbitSegaPelantarArkade, Dreamcast, PlayStation 2, GameCube, Microsoft Windows, PlayStation 3, Xbox 360, iOS, Android, PlayStation Portable, Xbox, Game Boy AdvanceTerbitan pertamaCrazy Taxi1999Terbitan terakhirCrazy Taxi Idle Tycoon2017 Crazy Taxi merupakan seri permainan video dengan genre kejar-mengejar skor dan balapan yang diterbitkan oleh Sega dan Hitmaker. Permainan video ini pertama dirilis untuk permainan vid…

Sakera atau Sadiman juga dikenal Sagiman adalah seorang tokoh pejuang legenda anti kolonialisme di Pasuruan, Jawa Timur. Ia berjuang melawan praktek KKN yang terjadi di perkebunan tebu dan pabrik gula Hindia Belanda sekitar permulaan abad ke-19. Sakera dikenal sebagai seorang ahli bela diri yang melawan pemerintahan Belanda di perkebunan tebu di daerah Bangil sehinga dikenal Sang Kerah. Karena perlawanannya terhadap Belanda, Sakera akhinya ditangkap setelah dikhianati oleh salah satu rekannya se…

Bias kognitif atau prasikap kognitif[1] adalah kondisi yang terjadi ketika alam bawah sadar salah dalam berpikir sehingga akan menimbulkan kesalahan dalam berpikir, memproses, dan menafsirkan informasi. hal ini juga dapat mempengaruhi rasionalitas dan keakuratan dalam menentukan keputusan dan penilaian.[2] Bias merupakan proses yang tidak disadari dan secara otomatis dirancang untuk membuat pengambilan keputusan yang lebih cepat dan efisien, bias kognitif dapat disebabkan oleh be…

Mangora Klasifikasi ilmiah Domain: Eukaryota Kerajaan: Animalia Superfilum: Protostomia Filum: Arthropoda Subfilum: Chelicerata Kelas: Arachnida Ordo: Araneae Subordo: Araneomorphae Famili: Araneidae Subfamili: Araneinae Tribus: Mangorini Genus: MangoraO. P.-Cambridge, 1889 Spesies: Mangora picta Mangora O. P.-Cambridge, 1889 adalah suatu genus laba-laba dari ordo Araneae, famili Araneidae. Distribusi Ada 186 spesies yang ditemukan sampai sekarang, sebagian besar di benua Amerika; hanya beberapa…

Haji Belajar NgajiGenre Drama Komedi Religi PembuatScreenplay ProductionsDitulis olehTisa TSSutradaraEncep MasdukiPemeran Febby Rastanty Hardi Fadhillah Ramzi Eza Gionino Lionil Hendrik Ustadz Cepot Nadya Arina Rendy Kjaernet Muhamata Youda Masaji Wijayanto Penggubah lagu temaUnguLagu pembukaHidup Hanya Sementara — UnguLagu penutupHidup Hanya Sementara — UnguPenata musikSajuli GambaraNegara asalIndonesiaBahasa asliBahasa IndonesiaJmlh. musim1Jmlh. episode64 (daftar episode)ProduksiProd…

USA-245 atau NRO Launch 65 (NROL-65) adalah sebuah satelit pengintaian Amerika Serikat yang dioperasikan oleh National Reconnaissance Office. Diluncurkan pada Agustus 2013, itu adalah satelit pengintai KH-11 yang terakhir, dan pesawat ruang angkasa terakhir yang akan diluncurkan dalam program Keyhole. Referensi Graham, William (28 August 2013). ULA Delta IV-H launches with NROL-65. NASASpaceflight.com. Retrieved 28 August 2013.

Berita Film IndonesiaJenisBUMNIndustriFilmNasibMerger dengan Regerings Film BedrijfPenerusPerusahaan Pilem NegaraDidirikanJakarta, Indonesia (06 Oktober 1945 (1945-10-06))Ditutup1950 (1950)KantorpusatBatavia, Hindia BelandaWilayah operasiIndonesiaTokohkunci RM Soetarto (kepala) Rd Ariffien (kepala) ProdukFilm warta berita dan film dokumenter Berita Film Indonesia (disingkat BFI) merupakan lembaga pembuat film pertama milik Republik Indonesia. BFI didirikan pada 6 Oktober 1945, dengan m…

PlayerPoster promosiHangul플레이어 GenreLagaKejahatanPembuatStudio Dragon[1]Ditulis olehShin Jae-hyungSutradaraGo Jae-hyunPemeranSong Seung-heonKrystal JungLee Si-eonTae Won-suk [ko]Negara asalKorea SelatanBahasa asliKoreaJmlh. episode14ProduksiProduser eksekutifJinnie ChoiDurasi60 menitRumah produksiiWill Media[1]DistributorOCNRilis asliJaringanOCNFormat gambar1080i (HDTV)Format audioDolby DigitalRilis29 September (2018-09-29) –11 November 2018 …

Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada Februari 2023. Mimanancylus borneensis Klasifikasi ilmiah Kerajaan: Animalia Filum: Arthropoda Kelas: Insecta Ordo: Coleoptera Famili: Cerambycidae Genus: Mimanancylus Spesies: Mimanancylus borneensis Mimanancylus borneensis adalah spesies kumbang tanduk panjang yang t…

AFC Champions League 2020Informasi turnamenJadwalpenyelenggaraanQualifying:14–28 Januari 2020Competition proper:10 Februari – 19 Desember 2020Jumlahtim pesertaCompetition proper: 32Total: 52 (dari 23 asosiasi)Hasil turnamenJuara Ulsan Hyundai (gelar ke-2)Tempat kedua PersepolisStatistik turnamenJumlahpertandingan93Jumlah gol236 (2,54 per pertandingan)Jumlahpenonton182.388 (1.961 per pertandingan)Pemain terbaik Yoon Bit-garamPencetak golterbanyak Abderrazak Hamdallah Júnior Ne…

artikel ini perlu dirapikan agar memenuhi standar Wikipedia. Tidak ada alasan yang diberikan. Silakan kembangkan artikel ini semampu Anda. Merapikan artikel dapat dilakukan dengan wikifikasi atau membagi artikel ke paragraf-paragraf. Jika sudah dirapikan, silakan hapus templat ini. (Pelajari cara dan kapan saatnya untuk menghapus pesan templat ini) Bob DylanDylan diatas panggung pada Festival Rock Azkena, Vitoria-Gasteiz, Spanyol, 26 Juni 2010Informasi latar belakangNama lahirRobert Allen Zimmer…

Dalam nama yang mengikuti kebiasaan penamaan Slavia Timur ini, patronimiknya adalah Petrovych dan nama keluarganya adalah Mudryk. Mykhailo Mudryk Mudryk bermain untuk Ukraina U-21 pada 2023Informasi pribadiNama lengkap Mykhailo Petrovych MudrykTanggal lahir 5 Januari 2001 (umur 23)Tempat lahir Krasnohrad, UkrainaTinggi 1,75 m (5 ft 9 in)Posisi bermain Gelandang SayapInformasi klubKlub saat ini ChelseaNomor 10Karier junior2010–2014 Metalist Kharkiv2014–2016 Dnipro Dnip…

Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada April 2017. Ri Han-jaeInformasi pribadiTanggal lahir 27 Juni 1982 (umur 41)Tempat lahir Prefektur Okayama, JepangPosisi bermain GelandangKarier senior*Tahun Tim Tampil (Gol)2001-2009 Sanfrecce Hiroshima 2010 Consadole Sapporo 2011-2013 FC Gifu 2014- FC Machida Zel…

Seseorang berbusana sebagai badut jahat pada 2007. Penampakan badut 2016 adalah laporan dari orang yang menyamar menjadi badut jahat di tempat-tempat tertentu, seperti dekat hutan dan sekolah. Insiden tersebut dikabarkan di Amerika Serikat, Kanada dan kemudian negara-negara dan kawasan-kawasan lain dari Agustus 2016.[1][2][3][4][5] Penampakan tersebut mula-mula dilaporkan di Green Bay, Wisconsin dalam apa yang menjadi alat pemasaran untuk sebuah film horor…

Perang Saudara IrlandiaTentara Nasional dipersenjatai dengan senapan mesin Lewis di atas transportasi pasukan dalam Perang Saudara, 1922Tanggal28 Juni 1922 – 24 Mei 1923LokasiIrlandiaHasil Kemenangan Pro TreatyPihak terlibat Negara Bebas IrlandiaDidukung Militer : Britania Raya Anti PerjanjianTokoh dan pemimpin Michael John Collins Éamon de ValeraKekuatan 58,500 15,000Korban 800–900 Tewas 426 Tewas Perang Saudara Irlandia (Irlandia: Cogadh Cathartha na hÉireann) (28 Juni 1922 –…

Peta wilayah Vioménil. Vioménil merupakan sebuah komune di departemen Vosges yang terletak pada sebelah timur laut Prancis. Lihat pula Komune di departemen Vosges Referensi INSEE lbsKomune di departemen Vosges Les Ableuvenettes Ahéville Aingeville Ainvelle Allarmont Ambacourt Ameuvelle Anglemont Anould Aouze Arches Archettes Aroffe Arrentès-de-Corcieux Attignéville Attigny Aulnois Aumontzey Autigny-la-Tour Autreville Autrey Auzainvilliers Avillers Avrainville Avranville Aydoilles Badménil-…

Nila Djuwita MoeloekPotret resmi Nila Moeloek sebagai Menteri Kesehatan Indonesia (2014). Menteri Kesehatan Indonesia ke-18Masa jabatan27 Oktober 2014 – 20 Oktober 2019PresidenJoko WidodoWakil PresidenJusuf Kalla PendahuluNafsiah MboiPenggantiTerawan Agus Putranto Informasi pribadiLahir11 April 1949 (umur 74)Jakarta, IndonesiaPartai politikIndependenSuami/istriFaried Anfasa MoeloekHubunganAbdul Moeloek (mertua)Nukman Helwi Moeloek (ipar)Anak3Alma materUniversitas IndonesiaPek…

Clay County, AlabamaGedung pengadilan County Clay di AshlandLokasi di negara bagian AlabamaLokasi negara bagian Alabama di Amerika SerikatDidirikan7 Desember 1866SeatAshlandKota terbesarLinevilleWilayah • Keseluruhan606 sq mi (1.570 km2) • Daratan605 sq mi (1.567 km2) • Perairan1 sq mi (3 km2), (0.15%)Populasi • (2000)14.254 • Kepadatan11/sq mi (4/km²) County Clay adalah county yang ter…

Kembali kehalaman sebelumnya