给自然数涂色,至少需要几种颜色
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level 12
问简微 楼主
给所有的正整数涂色,要求满足x²+xy+y²为完全平方数的x, y不能是同一种颜色,比如:3²
+3
*5+5²=49=7²,则3和5不能涂同一种颜色,同理,7²+7*8+8²=13²,7和8不能涂同一种颜色
这里,1, 2, 4怎么涂色都可以
首先,两种颜色肯定不够用,因为对于195, 264和325,有这样的一个关系:195²+195*264+264²=399²,195²+195*325+325²=455²,264²+264*325+325²=511²,也就是195, 264, 325这三个里面的任意两个都满足这种x²+xy+y²为完全平方数的关系,如果用两种颜色,其中总有两个是同一种颜色,所以,至少需要三种颜色,像这样的组合还有264, 325, 440;384, 805, 1520等
请问,三种颜色真的够吗,如果足够,如何证明
2026年04月15日 07点04分 1
level 9
需要无穷多组颜色,对同一个x,可能凑出来的x²+xy+y²=z²的整数解可能有无数多个
写了个脚本算了一下,第一个解≥10个的x是3080
对应的y、z
y = 897,z = 3613
y = 1651,z = 4159
y = 2997,z = 5263
y = 4089,z = 6229
y = 7339,z = 9271
y = 10413,z = 12247
y = 13039,z = 14821
y = 16147,z = 17887
y = 22101,z = 23791
y = 34711,z = 36349
y = 69583,z = 71173
你可以试着验算一下,随着x的增大,最终可以有无穷多组整数解
2026年04月15日 08点04分 2
举个最简单的例子,3, 5, 16,由于3²+3*5+5²=7²,5²+5*16+16²=19²,所以,3和5不同色,5和16不同色,但是3²+3*16+16²=313不是完全平方数,所以,3和16可以同色,这个证据不确凿,所以,不能仅从单个数值来进行考虑,应该考虑正整数两两之间的关系,画一个关系图(比如连接3和5,7和8等),连线上的两个不同色,不在连线上的两个数可以同色,如果想要否定掉三种颜色,则需要找到四个不同的正整数,彼此之间满足关系,而不是只考虑同一个数,就拿x=24来举例,x=24对应的y可以有11, 95, 需要考虑的是11和95之间是否满足关系,只要不满足就可以同色
2026年04月15日 08点04分
@问简微 额,你的意思这些Y都可以同色
2026年04月15日 09点04分
@liujj4241 这些y只要不满足条件就能同色,但是满足条件就不能,就比如上面我举的例子195, 264, 325
2026年04月15日 09点04分
@问简微 理解了,这个感觉上没办法构造
2026年04月15日 10点04分
level 9
参考布尔勾股数问题。这个大概也是复杂度非常大的
2026年04月15日 13点04分 3
据说这个问题到7825就没解了,7824之前还是有解的
2026年04月15日 13点04分
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