All about flooble | fun stuff | Get a free chatterbox | Free JavaScript | Avatars    
perplexus dot info

Home > Numbers
Seventh Power Decision Settlement (Posted on 2023-06-30) Difficulty: 3 of 5
Suppose X3Y5Z2 is a perfect seventh power, where each of X, Y, and Z is a positive integer.

Is XY4Z3 always a perfect seventh power?

  • If so, prove it.
  • If not, provide a counterexample.

See The Solution Submitted by K Sengupta    
Rating: 5.0000 (1 votes)

Comments: ( Back to comment list | You must be logged in to post comments.)
Solution computer solution | Comment 1 of 3
Computer proof:

ct=0;
for a=0:6
  for b=0:6
    for c=0:6
      t=3*a+5*b+2*c;
      t2=a+4*b+3*c;
      if mod(t,7)==0 
        ct=ct+1;
        disp([a b c t2])
        if mod(t2,7)~=0
          disp('***')
        end
      end
    end
  end
end
ct

Lists, for any given prime included in any of X, Y, or Z's prime factorization, each of the inclusions in those variables that allows the number to be a perfect seventh power.

For example, the lines

     2     4     1    21   for prime 2
     0     3     3    21   for prime 3
     1     1     3    14   for prime 5
     
corresponds to X=2^2 * 5; Y= 2^4 * 3^3 * 5; Z = 2 * 3^3 * 5^3, where 

X^3 * Y^5 * Z^2 = 2^28 * 3^21 * 5^42

so that the condition is met, and the result of the second formula is also a power of 7.

These are all mod 7. Therefore consider the last column below mod 7.

    Powers of prime  total power
        in:          in X*Y^4*Z^3
     X     Y     Z
     
     0     0     0     0
     0     1     1     7
     0     2     2    14
     0     3     3    21
     0     4     4    28
     0     5     5    35
     0     6     6    42
     1     0     2     7
     1     1     3    14
     1     2     4    21
     1     3     5    28
     1     4     6    35
     1     5     0    21
     1     6     1    28
     2     0     4    14
     2     1     5    21
     2     2     6    28
     2     3     0    14
     2     4     1    21
     2     5     2    28
     2     6     3    35
     3     0     6    21
     3     1     0     7
     3     2     1    14
     3     3     2    21
     3     4     3    28
     3     5     4    35
     3     6     5    42
     4     0     1     7
     4     1     2    14
     4     2     3    21
     4     3     4    28
     4     4     5    35
     4     5     6    42
     4     6     0    28
     5     0     3    14
     5     1     4    21
     5     2     5    28
     5     3     6    35
     5     4     0    21
     5     5     1    28
     5     6     2    35
     6     0     5    21
     6     1     6    28
     6     2     0    14
     6     3     1    21
     6     4     2    28
     6     5     3    35
     6     6     4    42
ct =
    49
    
All 49 possibilities result in the second formula also being a power of 7, as the exponents add to a multiple of 7. 

Formal summary:

For X^3*Y^5*Z^2 to be a perfect seventh power, each of its prime factors must fall into X, Y and Z according to one of the 49 patterns shown above. When they do, in each case X*Y^4*Z^3 also is a perfect seventh power.

  Posted by Charlie on 2023-06-30 16:03:51
Please log in:
Login:
Password:
Remember me:
Sign up! | Forgot password


Search:
Search body:
Forums (0)
Newest Problems
Random Problem
FAQ | About This Site
Site Statistics
New Comments (3)
Unsolved Problems
Top Rated Problems
This month's top
Most Commented On

Chatterbox:
Copyright © 2002 - 2024 by Animus Pactum Consulting. All rights reserved. Privacy Information