Autor Tema: Cubo como diferencia de cuadrados

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03 Abril, 2025, 04:06 pm
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Dos veces

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   Hola a todos.

    Si hacemos  $$\sum_{i=1}^ni^p=S_n^p$$,  y dado que  $$S_n^3=(S_n^1)^2$$.  Como corolario tenemos:
        Para todo  $$n\in{N}$$,  $$n>0$$  existen  $$a,b\in{N}$$  tales que  $$a>b$$  y  $$n^3=a^2−b^2$$.

    Ejemplos:
        $$1^3=1^2−0^2$$.
        $$2^3=3^2−1^2$$.
        $$10^3=55^2−45^2$$.
        En general  $$n^3=(S_n^1)^2−(S_n^1)^2$$.

    Quisiera saber si la descomposición de un cubo en la diferencia de dos cuadrados es única para todo $$n$$.

03 Abril, 2025, 04:18 pm
Respuesta #1

ani_pascual

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Hola:
   ...

    Ejemplos:
        $$1^3=1^2−0^2$$.
        $$2^3=3^2−1^2$$.
        $$10^3=55^2−45^2$$.
        En general  $$n^3=(S_n^1)^2−\textcolor{red}{(S_n^1)^2}$$.

    Quisiera saber si la descomposición de un cubo en la diferencia de dos cuadrados es única para todo $$n$$.
Tal y como está la fórmula, el resultado es cero. ¿No será $$n^3=(S_n^1)^2−(S_n^1-n)^2$$? (No lo he comprobado.).  ;)
Saludos

03 Abril, 2025, 06:14 pm
Respuesta #2

Dos veces

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    Hola.

    Efectivamente tienes razón, es un error mío, donde dije 
        \( n^3=(S_n^1)^2−(S_n^1)^2 \)
digo
        \( n^3=(S_n^1)^2−(S_{n-1}^1)^2 \).

    Saludos.

03 Abril, 2025, 07:48 pm
Respuesta #3

Luis Fuentes

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Hola

    Quisiera saber si la descomposición de un cubo en la diferencia de dos cuadrados es única para todo $$n$$.

En genera dado cualquier número \( a \) lo puedes descomponer como diferencia de cuadrados \( a=x^2-y^2=(x+y)(x-y) \) si lo descompones en productos de dos números de la misma paridad \( a=bc \) y haces \( x+y=a \), \( x-y=b \) de manera que:

\( x=\dfrac{a+b}{2},\quad y=\dfrac{a-b}{2} \)

Entonces por ejemplo para \( 3^3=1\cdot 27 \) queda:

\( x=\dfrac{1+27}{2}=14,\quad y=\dfrac{27-1}{2}=13 \) y así \( 3^3=14^2-13^2 \)

Pero también, \( 3^3=3\cdot 9 \) queda:

\( x=\dfrac{3+9}{2}=6,\quad y=\dfrac{9-3}{2}=3 \) y así \( 3^3=6^2-3^2 \)

La descomposición no es única por tanto.

Saludos.

03 Abril, 2025, 07:57 pm
Respuesta #4

RDC

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    Hola.

    Efectivamente tienes razón, es un error mío, donde dije 
        \( n^3=(S_n^1)^2−(S_n^1)^2 \)
digo
        \( n^3=(S_n^1)^2−(S_{n-1}^1)^2 \).

    Saludos.

Hola, en principio no. Para crear este tipo de descomposiciones puedes usar el siguiente método:

Tomas el cubo que quieras descomponer, $$a^3$$, como $$6^3=216$$, despliegas sus factores$$6^3=2·2·2·3·3·3$$ y divides esta serie de factores en dos subseries, $$x_1> x_2$$ a voluntad (ambas deben ser copares); por ejemplo:

$$x_1=2·2·3·3=36$$
$$x_2=2·3=6$$

Entonces, das valor a las variables b y c del sigueinte modo:

$$b=\displaystyle\frac{x_1-x_2}{2}$$, y finalmente elvebas b al cuadrado.
$$c=\displaystyle\frac{x_1+x_2}{2}$$, y finalmente elvebas c al cuadrado.

$$b=\displaystyle\frac{36-6}{2}=15$$, de modo que $$b^2=15^2$$
$$c=\displaystyle\frac{36+6}{2}=21$$, de modo que $$c^2=21^2$$

Y entonces tienes que $$a^3=c^2-b^2$$, en este caso.

$$6^3=21^2-15^2$$

Luego, para el mismo $$a^3=6^3$$ buscas otros valores $$x_1>x_2$$:

$$x_1=3·3·3·2=54$$
$$x_2=2·2=4$$

Entonces, das valor a las variables b y c

$$b=\displaystyle\frac{54-4}{2}=25$$, de modo que $$b^2=25^2$$
$$c=\displaystyle\frac{54+4}{2}=29$$, de modo que $$c^2=29^2$$

Y entonces ya tienes otra forma de descomponer $$6^3$$:

$$6^3=29^2-25^2$$


Un saludo

Nota: veo que ya Luís te había respondido
Nunca nadie comprende nada exactamente de la misma manera

03 Abril, 2025, 08:35 pm
Respuesta #5

Dos veces

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Doy el tema por resuelto. Gracias a todos los que han intervenido.

Saludos.

03 Abril, 2025, 11:33 pm
Respuesta #6

Richard R Richard

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Hola, tarde pero seguro, hoy tenía la respuesta, pero no tiempo.

Cualquier número entero  para impar, primo o compuesto puede expresarse como la productoria de sus factores primos.

Si $$a$$ es un número primo puede expresarse mínimamente con el producto $$a=1\cdot a$$

Una diferencia de cuadrados puede expresarse como $$x^2-y^2=(x-y)(x+y)$$

Entonces siempre podemos reemplazar $$(x-y)=1$$ e $$(x+y)=a$$  resolver un sistema de ecuaciones de 2x2 y hallar $$(x,y)$$ tales que $$a=  x^2-y^2$$ , salvo en el caso de $$a=2$$ o  $$a=-2$$ ,  los valores $$x$$ e $$y$$ siempre serán enteros. Como ambos números no son cubos, no son casos de los que estamos buscando regla

En el caso que $$a$$ sea un cubo, y en el caso mas sencillo es un cubo de un número primo entonces existen al menos 2 formas diferentes de obtener a como producto de dos números

$$a=p^3=1\cdot p^3$$ que ya vimos tiene solución

$$a=p\cdot p^2$$  que dará una segunda solución  resolviendo el sistema  $$(x-y)=p$$   y   $$(x+y)=p^2$$

Por lo que, salvo para lo casos $$a=1$$ y $$a=-1$$, nunca es única la solución para un cubo.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)