Nuprl Lemma : sum-of-three-cubes-iff-1

This solution to the problem of writing 33 as the sum of three cubes
was found around March 9, 2019 by Andrew Booker using 15 core-years
computation time (over three weeks real time) on a super-computer in Bristol.

The smallest number for which it is unknown whether it is the sum of three
cubes is now 42 (and the next is 114).⋅

∀k:ℕ. ∀a,b,c:ℤ.
  ((0 ≤ (a + b))
  ⇒ ((((a * a * a) + (b * b * b)) + (c * c * c)) = k ∈ ℤ
     ⇐⇒ ∃d:ℕ
          (((a + b) = d ∈ ℤ)
          ∧ (((d = 0 ∈ ℤ) ∧ ((c * c * c) = k ∈ ℤ))
            ∨ ((¬(d = 0 ∈ ℤ))
              ∧ ((k - c * c * c rem d) = 0 ∈ ℤ)
              ∧ (((a * a) + ((b * b) - a * b)) = ((k - c * c * c) ÷ d) ∈ ℤ))))))


Proof




Definitions occuring in Statement :  nat: ℕ,  le: A ≤ B,  all: ∀x:A. B[x],  exists: ∃x:A. B[x],  iff: P ⇐⇒ Q,  not: ¬A,  implies: P ⇒ Q,  or: P ∨ Q,  and: P ∧ Q,  remainder: n rem m,  divide: n ÷ m,  multiply: n * m,  subtract: n - m,  add: n + m,  natural_number: $n,  int: ℤ,  equal: s = t ∈ T
Definitions unfolded in proof :  uiff: uiff(P;Q),  cand: A c∧ B,  nequal: a ≠ b ∈ T ,  int_nzero: ℤ-o,  iff: P ⇐⇒ Q,  and: P ∧ Q,  subtype_rel: A ⊆r B,  so_lambda: λ2x.t[x],  so_apply: x[s],  rev_implies: P ⇐ Q,  guard: {T},  sq_type: SQType(T),  prop: ℙ,  top: Top,  false: False,  exists: ∃x:A. B[x],  satisfiable_int_formula: satisfiable_int_formula(fmla),  not: ¬A,  or: P ∨ Q,  decidable: Dec(P),  ge: i ≥ j ,  nat: ℕ,  uimplies: b supposing a,  member: t ∈ T,  uall: ∀[x:A]. B[x],  implies: P ⇒ Q,  all: ∀x:A. B[x]
Lemmas referenced :  decidable__le,  intformle_wf,  int_formula_prop_le_lemma,  div-cancel,  add-is-int-iff,  false_wf,  nequal_wf,  subtract_wf,  div_rem_sum,  itermConstant_wf,  int_term_value_constant_lemma,  intformand_wf,  int_formula_prop_and_lemma,  set_subtype_base,  le_wf,  int_formula_prop_wf,  int_term_value_subtract_lemma,  int_term_value_var_lemma,  int_term_value_mul_lemma,  int_term_value_add_lemma,  int_formula_prop_eq_lemma,  istype-void,  int_formula_prop_not_lemma,  itermSubtract_wf,  itermVar_wf,  itermMultiply_wf,  itermAdd_wf,  intformeq_wf,  intformnot_wf,  full-omega-unsat,  decidable__equal_int,  nat_properties,  int_subtype_base,  subtype_base_sq,  istype-nat,  istype-int,  istype-le
Rules used in proof :  pointwiseFunctionality,  promote_hyp,  Error :inrFormation_alt,  Error :dependent_set_memberEquality_alt,  independent_pairFormation,  Error :inlFormation_alt,  multiplyEquality,  Error :productIsType,  Error :functionIsType,  Error :equalityIstype,  Error :inhabitedIsType,  baseClosed,  sqequalBase,  baseApply,  closedConclusion,  applyEquality,  productElimination,  Error :unionIsType,  equalitySymmetry,  equalityTransitivity,  Error :universeIsType,  sqequalRule,  voidElimination,  Error :isect_memberEquality_alt,  int_eqEquality,  Error :lambdaEquality_alt,  Error :dependent_pairFormation_alt,  independent_functionElimination,  approximateComputation,  unionElimination,  dependent_functionElimination,  rename,  setElimination,  independent_isectElimination,  intEquality,  cumulativity,  instantiate,  because_Cache,  hypothesis,  hypothesisEquality,  addEquality,  natural_numberEquality,  thin,  isectElimination,  sqequalHypSubstitution,  extract_by_obid,  introduction,  cut,  Error :lambdaFormation_alt,  sqequalReflexivity,  computationStep,  sqequalTransitivity,  sqequalSubstitution

Latex:
\mforall{}k:\mBbbN{}.  \mforall{}a,b,c:\mBbbZ{}.
    ((0  \mleq{}  (a  +  b))
    {}\mRightarrow{}  ((((a  *  a  *  a)  +  (b  *  b  *  b))  +  (c  *  c  *  c))  =  k
          \mLeftarrow{}{}\mRightarrow{}  \mexists{}d:\mBbbN{}
                    (((a  +  b)  =  d)
                    \mwedge{}  (((d  =  0)  \mwedge{}  ((c  *  c  *  c)  =  k))
                        \mvee{}  ((\mneg{}(d  =  0))
                            \mwedge{}  ((k  -  c  *  c  *  c  rem  d)  =  0)
                            \mwedge{}  (((a  *  a)  +  ((b  *  b)  -  a  *  b))  =  ((k  -  c  *  c  *  c)  \mdiv{}  d)))))))



Date html generated: 2019_06_20-PM-02_42_04
Last ObjectModification: 2019_06_18-PM-10_47_42

Theory : num_thy_1


Home Index