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

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. (((a * a * a) + (b * b * b) + (c * c * c)) = k ∈ ℤ)
  ⇐⇒ ∃d,n:ℕ
       ((↑is_power(3;((2 * d) * ((d * d) + (3 * n * n))) - k))
       ∨ (↑is_power(3;(((2 * d) + 1) * (((d * (d + 1)) + (3 * n * (n + 1))) + 1)) - k))))


Proof




Definitions occuring in Statement :  is_power: is_power(n;z),  nat: ℕ,  assert: ↑b,  all: ∀x:A. B[x],  exists: ∃x:A. B[x],  iff: P ⇐⇒ Q,  or: P ∨ Q,  multiply: n * m,  subtract: n - m,  add: n + m,  natural_number: $n,  int: ℤ,  equal: s = t ∈ T
Definitions unfolded in proof :  all: ∀x:A. B[x],  member: t ∈ T,  iff: P ⇐⇒ Q,  and: P ∧ Q,  implies: P ⇒ Q,  exists: ∃x:A. B[x],  subtype_rel: A ⊆r B,  nat: ℕ,  uall: ∀[x:A]. B[x],  so_lambda: λ2x.t[x],  so_apply: x[s],  uimplies: b supposing a,  rev_implies: P ⇐ Q,  or: P ∨ Q,  nat_plus: ℕ+,  ge: i ≥ j ,  decidable: Dec(P),  not: ¬A,  satisfiable_int_formula: satisfiable_int_formula(fmla),  top: Top,  prop: ℙ,  false: False,  sq_type: SQType(T),  guard: {T},  int_nzero: ℤ-o,  true: True,  nequal: a ≠ b ∈ T ,  exp: i^n,  primrec: primrec(n;b;c),  primtailrec: primtailrec(n;i;b;f),  subtract: n - m,  remainder: n rem m,  squash: ↓T,  cand: A c∧ B
Lemmas referenced :  sum-of-three-cubes-iff-4,  istype-int,  int_subtype_base,  set_subtype_base,  le_wf,  istype-assert,  is_power_wf,  nat_properties,  decidable__lt,  full-omega-unsat,  intformnot_wf,  intformless_wf,  itermConstant_wf,  int_formula_prop_not_lemma,  istype-void,  int_formula_prop_less_lemma,  int_term_value_constant_lemma,  int_formula_prop_wf,  istype-less_than,  subtract_wf,  istype-nat,  mod2-cases,  decidable__le,  intformand_wf,  intformle_wf,  itermVar_wf,  intformeq_wf,  itermMultiply_wf,  int_formula_prop_and_lemma,  int_formula_prop_le_lemma,  int_term_value_var_lemma,  int_formula_prop_eq_lemma,  int_term_value_mul_lemma,  subtype_base_sq,  itermAdd_wf,  int_term_value_add_lemma,  mod2-is-zero,  mod2-is-one,  decidable__equal_int,  div-cancel2,  nequal_wf,  istype-le,  assert-is_power,  add_nat_wf,  multiply_nat_wf,  equal_wf,  squash_wf,  true_wf,  istype-universe,  rem_invariant,  subtype_rel_self,  iff_weakening_equal,  bool_wf,  bool_subtype_base,  nat_plus_wf,  divide-exact,  rem-exact
Rules used in proof :  cut,  introduction,  extract_by_obid,  sqequalSubstitution,  sqequalTransitivity,  computationStep,  sqequalReflexivity,  Error :lambdaFormation_alt,  hypothesis,  sqequalHypSubstitution,  dependent_functionElimination,  thin,  hypothesisEquality,  independent_pairFormation,  productElimination,  independent_functionElimination,  sqequalRule,  Error :productIsType,  because_Cache,  Error :equalityIstype,  baseApply,  closedConclusion,  baseClosed,  applyEquality,  isectElimination,  intEquality,  Error :lambdaEquality_alt,  natural_numberEquality,  Error :inhabitedIsType,  independent_isectElimination,  sqequalBase,  equalitySymmetry,  Error :unionIsType,  Error :dependent_set_memberEquality_alt,  setElimination,  rename,  unionElimination,  approximateComputation,  Error :dependent_pairFormation_alt,  Error :isect_memberEquality_alt,  voidElimination,  Error :universeIsType,  multiplyEquality,  addEquality,  equalityTransitivity,  int_eqEquality,  promote_hyp,  instantiate,  cumulativity,  Error :inlFormation_alt,  Error :inrFormation_alt,  applyLambdaEquality,  imageElimination,  universeEquality,  imageMemberEquality

Latex:
\mforall{}k:\mBbbN{}
    (\mexists{}a,b,c:\mBbbZ{}.  (((a  *  a  *  a)  +  (b  *  b  *  b)  +  (c  *  c  *  c))  =  k)
    \mLeftarrow{}{}\mRightarrow{}  \mexists{}d,n:\mBbbN{}
              ((\muparrow{}is\_power(3;((2  *  d)  *  ((d  *  d)  +  (3  *  n  *  n)))  -  k))
              \mvee{}  (\muparrow{}is\_power(3;(((2  *  d)  +  1)  *  (((d  *  (d  +  1))  +  (3  *  n  *  (n  +  1)))  +  1))  -  k))))



Date html generated: 2019_06_20-PM-02_42_43
Last ObjectModification: 2019_03_19-PM-00_29_52

Theory : num_thy_1


Home Index