形如2k+1或4k的形式必为智慧数,智慧数的形式必为2k+1或4k的形式,k∈Z+。
以下给予推导证明:
令P=a^2 -b^2(P、a、b均为正整数)
1、若a=2m(m≥1),b=2n(n≥1)
则P=4m^2 -4n^2=4(m^2 -n^2),此时P为4k形式。
2、若a=2m(m≥1),b=2n+1(n≥0)
则P=4m^2 -4n^2-4n-1=4(m^2 -n^2 -n)-1,此时P为4k -1形式。
3、若a=2m+1(m≥1),b=2n(n≥1)
则P=4m^2+4m+1-4n^2=4(m^2+m- n^2)+1,此时P为4k+1形式。
4、若a=2m+1(m≥1),b=2n+1(n≥0)
则P=4m^2+4m+1-4n^2-4n-1=4(m^2+m- n^2-n),此时P为4k形式。
又易知4k -1,4k+1包括了所有的奇数,即(4k+1)∪(4k -1)=2k+1
故P为2k+1或4k的形式,即智慧数为2k+1或4k的形式
又2k+1=(k+1)^2 –k^2,
4k=(k+1)^2 –(k-1)^2
故形如2k+1或4k的形式必为智慧数。