Исследовательская работа «О представлении целых чисел в виде суммы двух квадратов»

В теории чисел широко известна Рождественская теорема Ферма о том, что любое простое число вида представимо в виде суммы двух квадратов. С Рождества 1640 года (когда Ферма объявил, что доказал эту теорему – поэтому её и называют Рождественской) был найден не один десяток разных доказательств. Александр Васильевич Спивак нашёл элементарное доказательство этой теоремы. Изучив доказательство Рождественской теоремы, возникли вопросы:

1. Вот если взять некоторое натуральное число, не обязательно простое, например, 65. Его не только можно представить в виде суммы двух квадратов, но и таких представлений может быть несколько.
2. Наименьшее натуральное число, которое нельзя представить в виде суммы двух квадратов равно 3. И числа 6, 12, 15, 21 – кратные 3, так же не представимы в виде суммы двух квадратов, а вот число 18 – кратно 3, и представимо в виде суммы двух квадратов.

Последнее равенство позволяет предположить, что числа, кратные 3, но не кратные 9, не представимы в виде суммы двух квадратов. А будут ли слагаемые кратны 3, если их сумма кратна трём?

Эти вопросы и определили цель исследования: какие целые положительные числа представимы в виде суммы квадратов целых чисел.

Задачи исследования:

1. Изучить доказательство Рождественской теоремы Ферма, предложенной А.В. Спиваком.
2. Составить таблицы сумм квадратов натуральных чисел. По таблицам выявить, какие числа могут быть представлены в виде суммы квадратов натуральных чисел.