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