jueves, 24 de octubre de 2019

Suma de cuadrados de las cifras (9) - Relaciones entre potencias

Esta entrada culmina la serie que hemos ido publicando sobre los cuadrados de las cifras en los últimos meses.


Surgen nuevas coincidencias de sumas de cuadrados de cifras si comparamos cualquier número con sus potencias o bien entre ellas. Es inevitable que este estudio conste de un conjunto de casos, ya que no hay una teoría general que lo respalde y hay que acudir a búsquedas un poco al azar.

Cifras de un número y su cuadrado

Normalmente, salvo las potencias de 10 y sus múltiplos más pequeños, no se perciben relaciones entre las cifras de un número y las de su cuadrado. Por ello, debemos acudir a las búsquedas. En este tema usaremos la función sumacifras con parámetro 2. Esta función ya la conoces si has leído los temas anteriores de esta serie.

Comenzaremos buscando números cuya suma de cuadrados de cifras coincida con la de su cuadrado.

Cuadrado con la misma suma

Si exigimos en Excel

sumacifras(N;2)=sumacifras(N^2;2)

o en PARI

norml2(digits(n))==norml2(digits(n^2))

obtendremos los números buscados. Son estos:


Figuran en la primera columna los cuadrados, en la segunda la suma común, y en la tercera el número buscado.

Con PARI usamos el código

for(i = 1, 30000,  if(norml2(digits(i^2)) == norml2(digits(i)), print1(i, ", ")))

Resulta el mismo listado que con Excel.


1, 10, 35, 100, 152, 350, 377, 452, 539, 709, 1000, 1299, 1398, 1439, 1519, 1520, 1569, 1591, 1679, 1965, 2599, 2838, 3332, 3500, 3598, 3770, 4520, 4586, 4754, 4854, 5390, 5501, 5835, 5857, 6388, 6595, 6735, 6861, 6951, 7090, 7349, 7887, 8395, 9795, 10000, 10056,

Esta sucesión estaba inédita y la hemos publicado en https://oeis.org/A309883.

Puedes comprobar que si K pertenece a la sucesión, K*10^p, con p entero positivo, también pertenece a la misma.

Como curiosidad, entre ellos hay capicúas, como 7887, 67476 y 93939.

También se encuentran números primos; 709, 1439, 5501, 5857, 7349, 10159, 14897, 17449, 25999,…

Los únicos términos menores que 100000 de la sucesión de Fibonacci son 1 y 377.

Así podríamos seguir.


Suma del cuadrado es el doble

Ahora veremos los números que son cuadrados y la suma de los cuadrados de sus cifras es el doble que la correspondiente a su raíz cuadrada. Por ejemplo:
504^2 = 254016.

Los cuadrados de las cifras de 504 suman 5^2 + 0^2 + 4^2 = 41.

La suma en su cuadrado es 2^2 + 5^2 +4^2 + 0^2 + 1^2 +6^2 = 82, que es el doble de 41.

Los primeros números que cumplen esto son:

72, 405, 504, 720, 722, 953, 1964, 2092, 2376, 2555, 2577, 2619, 4005, 4050, 4284, 4449, 4571, 5004, 5040, 5552, 5651, 5805, 6326, 6615, 7200, 7218, 7220, 7676, 8355,…

También aquí si K pertenece a la sucesión, K*10^p, con p entero positivo, también pertenece a la misma.

Puedes plantearte como ejercicio un código PARI para este caso.
64146 es el primer capicúa que cumple la condición:

64146^2=4114709316
6^2+4^2+1^2+4^2+6^2=105
4^2+1^2+1^2+4^2+7^2+0^2+9^2+3^2+1^2+6^2=210, que es el doble de 105.

Como en el caso anterior, aparecen primos:

953, 5651, 18251, 19913, 20129, 22691, 33587, 34487,…

Cubos con igual suma

De forma similar, podemos buscar aquellos números que coinciden con su cubo en la suma de los cuadrados de las cifras.

Adaptando las técnicas que usamos para los cuadrados, es fácil ver que los primeros con ese tipo de coincidencia son los de la tabla siguiente:


1
1
1
1000
1
10
405224
65
74
1000000
1
100
405224000
65
740
1000000000
1
1000

La primera columna está formada por los cubos, la tercera por las bases y la central por la suma común.

El listado de los primeros es el siguiente:

1, 10, 74, 100, 740, 1000, 3488, 7400, 10000, 23658, 30868, 34880, 47508, 48517, 52187, 58947, 59468, 67685, 68058, 74000, 76814, 78368, 78845, 84878,
100000

También esta sucesión estaba inédita, y la hemos publicado en https://oeis.org/A309884.

Se puede engendrar en PARI con:

for(i = 1, 10^6, if(norml2(digits(i^3)) == norml2(digits(i)), print1(i, ", ")))


Cubos con suma triple

Adjuntamos los resultados sin explicación:



76, 351, 760, 1167, 1338, 1717, 2494, 2822, 3184, 3510, 5056, 5827, 6092, 6166, 6183, 7046, 7175, 7261, 7600, 8162, 8306, 8347, 8842, 8853, 9862, 10064, 10067, 10447, 11048, 11285, 11559, 11670,

Por ejemplo, 76^3=438976, y se cumple:

7^2+6^2=85
4^2+3^2+8^2+9^2+7^2+6^2=255=85*3

En PARI:

for(i = 1, 2*10^4, if(norml2(digits(i^3)) == 3*norml2(digits(i)), print1(i, ", ")))

Cuadrados con cubos

Una vez abierto el camino, no es interesante recorrer muchos casos, por lo que paramos aquí. Estos son los primeros números en los que coinciden las sumas de cuadrados de las cifras en el cuadrado y el cubo:


1, 10, 100, 1000, 4313, 4847, 5407, 5911, 6856, 7414, 8366, 9317, 10000, 10949, 12234, 13514, 13579, 13943, 17294, 21648, 21969, 22156,…

Por ejemplo, el 4847:

4847^2=23493409 y

2^2+3^2+4^2+9^2+3^2+4^2+0^2+9^2=216

4847^3=113872553423 y

1^2+1^2+3^2+8^2+7^2+2^2+5^2+5^2+3^2+4^2+2^2+3^2=216


Con PARI

for(i = 1, 10^5, if(norml2(digits(i^2)) == norml2(digits(i^3)), print1(i, ", ")))

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