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

Home > Just Math
Nimble Exponent Extrication (Posted on 2021-11-22) Difficulty: 3 of 5
How many integer values of n satisfy this equation?
(6+n)n + (7+n)n = 12n + 1
Prove that there are no others.

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 3 of 3 |
The solutions are n = 0, 2 and 3.

We are seeking a difference of zero between the left hand side and the right hand side of the equation.

The following is a list of n, the LHS, the RHS and the difference:

   n             LHS                           RHS                        Difference
 -19     -3.81411821865717e-21                         1                        -1
 -18      2.17419826667822e-19                         1                        -1
 -17     -1.19784466890014e-17                         1                        -1
 -16      6.39659527735429e-16                         1        -0.999999999999999
 -15     -3.32786451800229e-14                         1         -1.00000000000003
 -14       1.7018148144026e-12                         1        -0.999999999998299
 -13     -8.68866976390128e-11          1.00000000000001          -1.0000000000869
 -12      4.55539365799778e-09          1.00000000000011        -0.999999995444719
 -11     -2.58898579101562e-07          1.00000000000135         -1.00000025889992
 -10      1.78887621248365e-05          1.00000000001615        -0.999982111254026
  -9      -0.00200393026342529          1.00000000019381         -1.00200393045723
          
In the above portion, the farther you go in the negative direction the difference between the LHS and RHS approaches 1 (negative when RHS is subtracted from LHS) as the LHS gets tinier and tinier and the RHS differs from 1 by a tinier and tinier amount, with no zeros.  

In the portion below, the numbers (and infinities) speak for themselves: there are no negative values for n that work:
          
          
  -8                1.00390625          1.00000000232568       0.00390624767431969
  -7                       Inf          1.00000002790816                       Inf
  -6                       Inf          1.00000033489798                       Inf
  -5                   1.03125          1.00000401877572        0.0312459812242798
  -4        0.0748456790123457          1.00004822530864        -0.925202546296296
  -3         0.052662037037037          1.0005787037037         -0.947916666666667
  -2                    0.1025          1.00694444444444        -0.904444444444444
  -1         0.366666666666667          1.08333333333333        -0.716666666666667

The solutions, n = 0, 2 and 3, lie within the next portion:          
          
   0                         2                         2                         0
   1                        15                        13                         2
   2                       145                       145                         0
   3                      1729                      1729                         0
   4                     24641                     20737                      3904
   5                    409883                    248833                    161050
   6                   7812793                   2985985                   4826808
   7                 168162021                  35831809                 132330212
           
After that, since the LHS increases the base as well as the exponent(s), it increases at a much faster rate, and so prevents a solution from happening thereafter:           
           
          
   8                4038679681                 429981697                3608697984
   9              107162836111                5159780353              102003055758
  10             3115505528225               61917364225             3053588164000
  11            98540306386865              743008370689            97797298016176
  12      3.37014630049234e+15             8916100448257      3.36123020004408e+15
  13      1.23972983462257e+17           106993205379073      1.23865990256878e+17
  14      4.88231993252151e+18      1.28391846454886e+15      4.88103601405696e+18
  15      2.05002386598364e+20      1.54070215745864e+16      2.04986979576789e+20
  16      9.14397191202006e+21      1.84884258895036e+17      9.14378702776117e+21
  17      4.31847834543346e+23      2.21861110674044e+18      4.31845615932239e+23
  18      2.15310623079512e+25      2.66233332808852e+19       2.1531035684618e+25
  19      1.13026514590953e+27      3.19479999370623e+20      1.13026482642953e+27
  20      6.23193071704256e+28      3.83375999244748e+21      6.23193033366656e+28
  21      3.60107196225389e+30      4.60051199093697e+22      3.60107191624877e+30
  22      2.17634737830129e+32      5.52061438912436e+23      2.17634737278067e+32
  23      1.37310386004494e+34      6.62473726694924e+24      1.37310385938247e+34
  24      9.02842197446528e+35      7.94968472033908e+25      9.02842197367031e+35
  25      6.17680883550487e+37       9.5396216644069e+26      6.17680883540947e+37
  26      4.39057003540788e+39      1.14475459972883e+28      4.39057003539643e+39
  27      3.23807963356253e+41      1.37370551967459e+29      3.23807963356116e+41
  28      2.47462722572583e+43      1.64844662360951e+30      2.47462722572567e+43
  29      1.95735634983488e+45      1.97813594833142e+31      1.95735634983486e+45
  30      1.60060091591683e+47       2.3737631379977e+32      1.60060091591683e+47
  31      1.35174398771445e+49      2.84851576559724e+33      1.35174398771445e+49
  32      1.17781353277787e+51      3.41821891871669e+34      1.17781353277787e+51
  33      1.05785653979192e+53      4.10186270246002e+35      1.05785653979192e+53
  34      9.78510382475185e+54      4.92223524295203e+36      9.78510382475185e+54
  35      9.31394767964079e+56      5.90668229154243e+37      9.31394767964079e+56
  36      9.11575017172324e+58      7.08801874985092e+38      9.11575017172324e+58
  37       9.1668404863761e+60       8.5056224998211e+39       9.1668404863761e+60
  38      9.46477733303434e+62      1.02067469997853e+41      9.46477733303434e+62
  39      1.00270840799131e+65      1.22480963997424e+42      1.00270840799131e+65
  40       1.0892727333518e+67      1.46977156796909e+43       1.0892727333518e+67
  41       1.2126449235799e+69       1.7637258815629e+44       1.2126449235799e+69
  42      1.38265957782068e+71      2.11647105787548e+45      1.38265957782068e+71
  43        1.613772900095e+73      2.53976526945058e+46        1.613772900095e+73
  44      1.92702210736814e+75       3.0477183233407e+47      1.92702210736814e+75
  45      2.35304181807201e+77      3.65726198800884e+48      2.35304181807201e+77
  46      2.93671720695092e+79       4.3887143856106e+49      2.93671720695092e+79
  47      3.74441305656253e+81      5.26645726273273e+50      3.74441305656253e+81
  48      4.87531106782119e+83      6.31974871527927e+51      4.87531106782119e+83
  49      6.47937928474161e+85      7.58369845833512e+52      6.47937928474161e+85
  50       8.7861733736465e+87      9.10043815000215e+53       8.7861733736465e+87
  51      1.21515331975502e+90      1.09205257800026e+55      1.21515331975502e+90
  52      1.71341845821197e+92      1.31046309360031e+56      1.71341845821197e+92
  53      2.46228927464431e+94      1.57255571232037e+57      2.46228927464431e+94
  54      3.60500573079924e+96      1.88706685478445e+58      3.60500573079924e+96
  55      5.37548366118061e+98      2.26448022574133e+59      5.37548366118061e+98
  56     8.16079474264152e+100       2.7173762708896e+60     8.16079474264152e+100
  57     1.26099746468469e+103      3.26085152506752e+61     1.26099746468469e+103
  58     1.98258130837853e+105      3.91302183008103e+62     1.98258130837853e+105
  59     3.17070214382941e+107      4.69562619609723e+63     3.17070214382941e+107
  60     5.15661070776904e+109      5.63475143531668e+64     5.15661070776904e+109
  61     8.52586644940379e+111      6.76170172238001e+65     8.52586644940379e+111
  62     1.43272426027499e+114      8.11404206685602e+66     1.43272426027499e+114
  63     2.44638540556325e+116      9.73685048022722e+67     2.44638540556325e+116
  64     4.24342997956383e+118      1.16842205762727e+69     4.24342997956383e+118
  65     7.47539488055743e+120      1.40210646915272e+70     7.47539488055743e+120
  66     1.33713225608709e+123      1.68252776298326e+71     1.33713225608709e+123
  67     2.42794549042308e+125      2.01903331557992e+72     2.42794549042308e+125
  68      4.4743704412526e+127       2.4228399786959e+73      4.4743704412526e+127
  69     8.36681646086608e+129      2.90740797443508e+74     8.36681646086608e+129
  70     1.58720620982603e+132       3.4888895693221e+75     1.58720620982603e+132
  71     3.05395979129668e+134      4.18666748318651e+76     3.05395979129668e+134
  72     5.95887941845602e+136      5.02400097982382e+77     5.95887941845602e+136
  73     1.17883767069465e+139      6.02880117578858e+78     1.17883767069465e+139
  74     2.36401692666134e+141       7.2345614109463e+79     2.36401692666134e+141
  75     4.80480223782581e+143      8.68147369313556e+80     4.80480223782581e+143
  76     9.89582639680142e+145      1.04177684317627e+82     9.89582639680142e+145
  77      2.0649306732849e+148      1.25013221181152e+83      2.0649306732849e+148
  78     4.36478535272934e+150      1.50015865417382e+84     4.36478535272934e+150
  79     9.34444051508666e+152      1.80019038500859e+85     9.34444051508666e+152
  80     2.02585086334201e+155      2.16022846201031e+86     2.02585086334201e+155
  81     4.44690502934438e+157      2.59227415441237e+87     4.44690502934438e+157
  82     9.88185686372318e+159      3.11072898529484e+88     9.88185686372318e+159
  83     2.22272263222243e+162      3.73287478235381e+89     2.22272263222243e+162
  84     5.05982162659218e+164      4.47944973882457e+90     5.05982162659218e+164
  85     1.16553965236007e+167      5.37533968658949e+91     1.16553965236007e+167
  86     2.71644502537582e+169      6.45040762390738e+92     2.71644502537582e+169
  87     6.40469263971301e+171      7.74048914868886e+93     6.40469263971301e+171
  88     1.52743234070344e+174      9.28858697842663e+94     1.52743234070344e+174
  89     3.68413962305666e+176       1.1146304374112e+96     3.68413962305666e+176
  90      8.9859898568642e+178      1.33755652489344e+97      8.9859898568642e+178
  91     2.21614434669223e+181      1.60506782987212e+98     2.21614434669223e+181
  92      5.5256088123209e+183      1.92608139584655e+99      5.5256088123209e+183
  93     1.39271102835781e+186     2.31129767501586e+100     1.39271102835781e+186
  94     3.54805698025623e+188     2.77355721001903e+101     3.54805698025623e+188
  95     9.13523674567464e+190     3.32826865202283e+102     9.13523674567464e+190
  96     2.37684387731772e+193      3.9939223824274e+103     2.37684387731772e+193
  97     6.24864857921372e+195     4.79270685891288e+104     6.24864857921372e+195
  98     1.65970180952816e+198     5.75124823069546e+105     1.65970180952816e+198
  99       4.453355983893e+200     6.90149787683455e+106       4.453355983893e+200
 100      1.2070184090809e+203     8.28179745220145e+107      1.2070184090809e+203
 
 clc, clearvars
 for n=-50:100
    lhs= (6+n)^n+(7+n)^n;
    rhs= 12^n+1;
    disp([n lhs rhs lhs-rhs]);
 end


  Posted by Charlie on 2021-11-22 11:56:13
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 (11)
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