Кіріспе
Сандар теориясындағы математикалық мәселе. Сандар теориясында Уоринг мәселесі әрбір табиғи сан k үшін оған сәйкес келетін оң бүтін сан s бар ма, сонда әрбір табиғи сан k дәрежесіне көтерілген ең көп дегенде s табиғи санның қосындысы болады. Мысалы, әрбір табиғи сан ең көп дегенде 4 квадраттың, 9 кубтың немесе 19 төртінші дәрежесінің қосындысы ретінде жазылуы мүмкін. Уоринг мәселесін 1770 жылы Эдвард Уоринг қойған, және оның атымен аталған. Оның оң жауабы, Хилберт-Уоринг теоремасы деп белгілі, 1909 жылы Хилбертпен берілген. Уоринг мәселесінің өзіне тән Математика пәнінің жіктелу коды бар, ол 11P05, "Уоринг мәселесі және оның түрлері".
In number theory, Waring's problem asks whether each natural number k has an associated positive integer s such that every natural number is the sum of at most s natural numbers raised to the power k. For example, every natural number is the sum of at most 4 squares, 9 cubes, or 19 fourth powers. Waring's problem was proposed in 1770 by Edward Waring, after whom it is named. Its affirmative answer, known as the Hilbert–Waring theorem, was provided by Hilbert in 1909. Waring's problem has its own Mathematics Subject Classification, 11P05, "Waring's problem and variants".
Лагранждың төрт квадрат теоремасымен байланысы
Уоринг өзінің мәселесін қойғанға дейін Диофант кез келген оң бүтін санды нөлден үлкен немесе нөлге тең төрт толық квадраттың қосындысы түрінде бейнелеуге бола ма деп сұраған. Бұл сұрақ кейін Клод Гаспар Баше де Мезиряк Диофантты 1621 жылы аударғаннан кейін Баше болжамы деп белгілі болды және 1770 жылы Жозеф Луи Лагранж өзінің төрт квадрат теоремасында оны шешті – бұл Уоринг өзінің болжамын айтқан жыл. Уоринг осы мәселені жалпылауға тырысып, барлық оң бүтін сандарды кубтардың, төртінші дәрежеге көтерілген бүтін сандардың және т.б. қосындысы түрінде бейнелеуге ұмтылды, соның арқасында кез келген оң бүтін санды белгілі бір дәрежеге көтерілген басқа бүтін сандардың қосындысы ретінде бейнелеуге болады және барлық оң бүтін сандарды осылай бейнелеу үшін қажетті белгілі бір дәрежеге көтерілген бүтін сандардың максималды саны әрқашан болады.
G ((k) саны
Харди мен Литтлвудтың жұмысынан туындаған G(k) шамасы g(k) арқылы зерттелді. G(k) – бұл s санының ең кіші оң бүтін мәні, сондықтан кез келген жеткілікті үлкен бүтін сан (яғни, белгілі бір тұрақтыдан үлкен кез келген бүтін сан) s-қа дейін оң бүтін сандардың k-дәрежесіне көтерілген қосындысы түрінде бейнелене алады. Квадраттар 0, 1 немесе 4-ке конгруэнтті (mod 8) болғандықтан, 7-ге конгруэнтті (mod 8) бүтін санды үш квадраттың қосындысы ретінде көрсету мүмкін емес, бұл G(2) ≥ 4 екенін білдіреді. G(k) ≤ g(k) барлық k үшін, сондықтан 1=G(2) = 4. Давенпорт 1939 жылы 1=G(4) = 16 екенін көрсетті, осылайша 1-ден 14-ке дейінгі модуль 16 бойынша конгруэнтті кез келген жеткілікті үлкен санды 14 төртінші дәрежелі сандардың қосындысы ретінде жазуға болатынын дәлелдеді (Vaughan 1986 және 1989 жылдары 14 биквадратты сәйкесінше 13 және 12-ге дейін азайтты). Басқа k үшін G(k)-ның нақты мәні белгісіз, бірақ шектеулер бар.