Nuprl Lemma : sum-of-three-cubes-iff-2
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)
  
⇐⇒ ∃c:ℤ
       (((c * c * c) = k ∈ ℤ)
       ∨ (∃d:ℕ
           ((¬(d = 0 ∈ ℤ))
           ∧ ((k - c * c * c rem d) = 0 ∈ ℤ)
           ∧ (∃n:ℕ. (((4 * ((k - c * c * c) ÷ d)) - d * d) = (3 * n * n) ∈ ℤ))))))
Proof
Definitions occuring in Statement : 
nat: ℕ
, 
all: ∀x:A. B[x]
, 
exists: ∃x:A. B[x]
, 
iff: P 
⇐⇒ Q
, 
not: ¬A
, 
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 : 
all: ∀x:A. B[x]
, 
iff: P 
⇐⇒ Q
, 
and: P ∧ Q
, 
implies: P 
⇒ Q
, 
exists: ∃x:A. B[x]
, 
member: t ∈ T
, 
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
, 
not: ¬A
, 
false: False
, 
decidable: Dec(P)
, 
cand: A c∧ B
, 
ge: i ≥ j 
, 
satisfiable_int_formula: satisfiable_int_formula(fmla)
, 
top: Top
, 
prop: ℙ
, 
gt: i > j
, 
nat_plus: ℕ+
, 
subtract: n - m
, 
squash: ↓T
, 
true: True
, 
guard: {T}
, 
int_nzero: ℤ-o
, 
nequal: a ≠ b ∈ T 
Lemmas referenced : 
istype-int, 
int_subtype_base, 
set_subtype_base, 
le_wf, 
istype-void, 
istype-nat, 
decidable__le, 
nat_properties, 
full-omega-unsat, 
intformand_wf, 
intformnot_wf, 
intformle_wf, 
itermConstant_wf, 
itermAdd_wf, 
itermVar_wf, 
int_formula_prop_and_lemma, 
int_formula_prop_not_lemma, 
int_formula_prop_le_lemma, 
int_term_value_constant_lemma, 
int_term_value_add_lemma, 
int_term_value_var_lemma, 
int_formula_prop_wf, 
decidable__equal_int, 
intformeq_wf, 
itermMultiply_wf, 
int_formula_prop_eq_lemma, 
int_term_value_mul_lemma, 
istype-le, 
decidable__lt, 
intformless_wf, 
int_formula_prop_less_lemma, 
neg_mul_arg_bounds, 
pos_mul_arg_bounds, 
gt_wf, 
itermMinus_wf, 
int_term_value_minus_lemma, 
exp_preserves_lt, 
istype-less_than, 
less_than_wf, 
squash_wf, 
true_wf, 
exp2, 
subtype_rel_self, 
iff_weakening_equal, 
exp_step, 
sum-of-three-cubes-iff-1, 
three-cubes-lemma, 
divide_wfa, 
subtract_wf, 
nequal_wf, 
itermSubtract_wf, 
int_term_value_subtract_lemma
Rules used in proof : 
sqequalSubstitution, 
sqequalTransitivity, 
computationStep, 
sqequalReflexivity, 
Error :lambdaFormation_alt, 
independent_pairFormation, 
sqequalRule, 
Error :productIsType, 
cut, 
introduction, 
extract_by_obid, 
hypothesis, 
because_Cache, 
Error :equalityIstype, 
baseApply, 
closedConclusion, 
baseClosed, 
hypothesisEquality, 
applyEquality, 
sqequalHypSubstitution, 
isectElimination, 
thin, 
intEquality, 
Error :lambdaEquality_alt, 
natural_numberEquality, 
Error :inhabitedIsType, 
independent_isectElimination, 
sqequalBase, 
equalitySymmetry, 
Error :unionIsType, 
Error :functionIsType, 
equalityTransitivity, 
productElimination, 
dependent_functionElimination, 
addEquality, 
unionElimination, 
Error :dependent_pairFormation_alt, 
setElimination, 
rename, 
approximateComputation, 
independent_functionElimination, 
int_eqEquality, 
Error :isect_memberEquality_alt, 
voidElimination, 
Error :universeIsType, 
multiplyEquality, 
Error :inlFormation_alt, 
Error :inrFormation_alt, 
minusEquality, 
Error :dependent_set_memberEquality_alt, 
imageElimination, 
imageMemberEquality, 
instantiate, 
universeEquality
Latex:
\mforall{}k:\mBbbN{}
    (\mexists{}a,b,c:\mBbbZ{}.  (((a  *  a  *  a)  +  (b  *  b  *  b)  +  (c  *  c  *  c))  =  k)
    \mLeftarrow{}{}\mRightarrow{}  \mexists{}c:\mBbbZ{}
              (((c  *  c  *  c)  =  k)
              \mvee{}  (\mexists{}d:\mBbbN{}
                      ((\mneg{}(d  =  0))
                      \mwedge{}  ((k  -  c  *  c  *  c  rem  d)  =  0)
                      \mwedge{}  (\mexists{}n:\mBbbN{}.  (((4  *  ((k  -  c  *  c  *  c)  \mdiv{}  d))  -  d  *  d)  =  (3  *  n  *  n)))))))
Date html generated:
2019_06_20-PM-02_42_17
Last ObjectModification:
2019_03_16-PM-01_00_54
Theory : num_thy_1
Home
Index