도구스학업·수학

두 제곱수의 합 계산기

자연수가 a² + b²로 적히는지 페르마의 두 제곱수 정리로 판정하고 모든 표현을 찾습니다. 야코비 공식으로 개수를 따로 세어 대조하고, 세 제곱수·네 제곱수 표현까지 함께 냅니다.

0 이상 1,000,000,000 이하

325 이(가) 두 제곱수의 합인가

1² + 18² = 6² + 17² = 10² + 15²

표현이 3가지 있습니다 · 소인수분해 5^2 × 13

소인수분해5^2 × 13
페르마 정리로 본 판정두 제곱수의 합이다
전수 탐색으로 찾은 표현3가지
판정과 전수 탐색이 같은가같음

모든 표현 (a ≤ b)

ab
1181324325
61736289325
1015100225325
야코비 공식 r₂(n) = 4(d₁ − d₃)4 × (60) = 24
부호·순서를 따져 전수로 센 개수24
두 값이 같은가같음
세 제곱수의 합인가 (르장드르 정리)됩니다
세 제곱수 표현0² + 1² + 18²
네 제곱수 표현 (라그랑주 정리 — 언제나 있음)0² + 0² + 1² + 18²
계산 근거페르마: n = a² + b² ⟺ 4k+3 꼴 소인수가 모두 짝수 번325 = 5^2 × 13 조건을 지킵니다야코비: r₂(n) = 4(d₁ − d₃), d₁ = 4k+1 꼴 약수 수, d₃ = 4k+3 꼴 약수 수판정(소인수)·전수 탐색·야코비 공식이 계통이 셋 다 달라 서로의 검산이 됩니다. 위 결과에서 세 값이 모두 맞아떨어지는 것을 볼 수 있습니다.
페르마의 두 제곱수 정리 — 소인수만 보면 알 수 있습니다. n이 두 제곱수의 합이 되는 것과 «4로 나눈 나머지가 3인 소인수가 모두 짝수 번 나오는 것»이 같습니다. 45 = 3²·5는 3이 두 번이라 되고(45 = 3² + 6²), 21 = 3·7은 둘 다 홀수 번이라 안 됩니다. 4k+1 꼴 소수는 표현이 정확히 하나뿐입니다.
야코비 공식은 개수까지 알려 줍니다. 부호와 순서를 따지는 표현의 개수 r₂(n)이 약수만으로 정해집니다. r₂(n) = 4(d₁ − d₃)이며 d₁은 4k+1 꼴 약수의 개수, d₃은 4k+3 꼴 약수의 개수입니다. 25의 약수 1, 5, 25는 모두 4k+1이라 r₂ = 4×3 = 12이고, 실제로 (±3,±4), (±4,±3), (0,±5), (±5,0) 열두 가지입니다.
세 개면 예외가 있고, 네 개면 없습니다. 르장드르의 세 제곱수 정리는 n이 세 제곱수의 합이 아닌 것이 정확히 n = 4^a(8b+7) 꼴일 때라고 말합니다. 7, 15, 23, 28, 31, 39, 47, 55…가 그렇습니다. 반면 라그랑주의 네 제곱수 정리는 모든 자연수가 네 제곱수의 합이라고 말하며 예외가 하나도 없습니다.
피타고라스 세 쌍과는 다른 문제입니다. 여기서는 n = a² + b²에서 n이 주어지고 a, b를 찾습니다. 피타고라스 세 쌍은 a² + b² = c²로 합 자체가 제곱수여야 합니다. 예를 들어 5 = 1² + 2²는 두 제곱수의 합이지만 (1, 2, √5)는 피타고라스 세 쌍이 아닙니다.

계산 방법

  1. 1자연수를 하나 넣습니다.
  2. 2소인수분해에서 4k+3 꼴 소인수가 짝수 번 나오는지 확인합니다.
  3. 3전수 탐색으로 찾은 모든 (a, b) 표현을 봅니다.
  4. 4야코비 공식이 낸 개수가 전수로 센 개수와 맞는지 대조합니다.

자주 묻는 질문

4로 나눈 나머지가 3인 소인수가 모두 짝수 번 나오면 됩니다. 이것이 페르마의 두 제곱수 정리입니다. 45 = 3²·5는 3이 두 번이라 되고 실제로 45 = 3² + 6²입니다. 21 = 3·7은 3과 7이 각각 한 번씩이라 안 됩니다. 소인수만 보면 되므로 일일이 찾아보지 않아도 알 수 있습니다.

있습니다. 야코비 공식 r₂(n) = 4(d₁ − d₃)가 부호와 순서를 따지는 표현의 개수를 알려 줍니다. d₁은 4k+1 꼴 약수의 개수, d₃은 4k+3 꼴 약수의 개수입니다. 25의 약수 1, 5, 25는 모두 4k+1이라 r₂ = 12이고, 실제로 (±3,±4), (±4,±3), (0,±5), (±5,0) 열두 가지입니다.

계통이 다른 세 방법이 서로를 검증합니다. 소인수로 본 판정, a를 0부터 √n까지 훑은 전수 탐색, 그리고 약수만으로 개수를 내는 야코비 공식입니다. 이 계산기는 셋을 모두 화면에 내고 서로 맞는지 표시합니다.

르장드르의 세 제곱수 정리에 따르면 n이 세 제곱수의 합이 아닌 것은 정확히 n = 4^a(8b+7) 꼴일 때입니다. 7, 15, 23, 28, 31, 39, 47, 55…가 그렇습니다. 그 밖의 모든 수는 세 제곱수로 적힙니다.

없습니다. 라그랑주의 네 제곱수 정리는 모든 자연수가 네 제곱수의 합이라고 말합니다. 1770년에 증명되었고 예외가 하나도 없습니다. 그래서 세 개로 안 되는 7도 7 = 1² + 1² + 1² + 2²로 네 개면 됩니다.

4k+1 꼴 소수는 가우스 정수에서 (a+bi)(a−bi)로 딱 한 가지 방법으로 쪼개지기 때문입니다. 오일러가 증명했습니다. 5 = 1² + 2², 13 = 2² + 3², 17 = 1² + 4²처럼 언제나 한 가지입니다. 반대로 4k+3 꼴 소수는 가우스 정수에서도 더 쪼개지지 않아 두 제곱수의 합이 되지 않습니다.

여기서는 n = a² + b²에서 n이 주어지고 a, b를 찾습니다. 피타고라스 세 쌍은 a² + b² = c²로 합 자체가 제곱수여야 합니다. 5 = 1² + 2²는 두 제곱수의 합이지만 (1, 2, √5)는 피타고라스 세 쌍이 아닙니다.

전송되지 않습니다. 계산은 모두 브라우저 안에서 이루어지고 넣은 값은 이 기기에만 남습니다.

알아두면 좋은 점

  • 10억까지 받습니다. 두 제곱수 탐색은 √n번만 돌므로 그 범위에서 순식간입니다.
  • 세·네 제곱수 표현은 200만 이하에서만 찾습니다. 전수 탐색이 O(n)이라 그보다 커지면 느려집니다.
  • 0도 받습니다. 0 = 0² + 0²이며 야코비 공식에서 r₂(0) = 1로 셉니다.
  • 표현은 a ≤ b인 것만 셉니다. 야코비 공식의 r₂는 부호와 순서를 따로 세므로 값이 다릅니다.
  • 표현 목록은 40가지까지만 보여 줍니다. 개수 자체는 모두 셉니다.

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마지막 검증: 2026년 9월 2일 · 결과는 참고용 추정치입니다.