核心原理(基于定理)
根据拉格朗日四平方定理和相关推论,任意自然数 nnn 的最少平方和个数只可能是 1、2、3、41、2、3、41、2、3、4,且满足以下判定规则:
若 nnn 是完全平方数 → 答案为 111(如 nnn =161616 = 424^242);
若 nnn 可表示为 4k×(8m+7)4^k×(8m+7)4k×(8m+7) 的形式 → 答案为 444(这是勒让德三平方定理的推论,此类数无法用 333 个平方数表示);
若 nnn 可表示为两个完全平方数的和 → 答案为 222(如 nnn = 252525 = 323^232 + 424^242);
其他情况 → 答案为 333。