0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Polygonal Number

المؤلف:  Abramovich, S.; Fujii, T.; and Wilson, J. W.

المصدر:  "Multiple-Application Medium for the Study of Polygonal Numbers." https://jwilson.coe.uga.edu/Texts.Folder/AFW/AFWarticle.html.

الجزء والصفحة:  ...

21-12-2020

2892

+

-

20

Polygonal Number

PolygonalNumber

A polygonal number is a type of figurate number that is a generalization of triangular, square, etc., to an n-gon for n an arbitrary positive integer. The above diagrams graphically illustrate the process by which the polygonal numbers are built up. Starting with the nth triangular number T_n, then

 n+T_(n-1)=T_n.

(1)

Now note that

 n+2T_(n-1)=n^2=S_n

(2)

gives the nth square number,

 n+3T_(n-1)=1/2n(3n-1)=P_n,

(3)

gives the nth pentagonal number, and so on. The general polygonal number can be written in the form

p_n^r = 1/2n[(n-1)r-2(n-2)]

(4)

= 1/2n[(r-2)n-(r-4)],

(5)

where p_n^r is the nth r-gonal number (Savin 2000). For example, taking n=3 in (5) gives a triangular number, n=4 gives a square number, etc.

Polygonal numbers are implemented in the Wolfram Language as PolygonalNumber.

Call a number k-highly polygonal if it is n-polygonal in k or more ways out of n=3, 4, ... up to some limit. Then the first few 2-highly polygonal numbers up to n=16 are 1, 6, 9, 10, 12, 15, 16, 21, 28, (OEIS A090428). Similarly, the first few 3-highly polygonal numbers up to n=16 are 1, 15, 36, 45, 325, 561, 1225, 1540, 3025, ... (OEIS A062712). There are no 4-highly polygonal numbers of this type less than 10^(12) except for 1.

The generating function for the n-gonal numbers is given by the beautiful formula

 G_n(x)=(x[(n-3)x+1])/((1-x)^3).

(6)

Fermat proposed that every number is expressible as at most k k-gonal numbers (Fermat's polygonal number theorem). Fermat claimed to have a proof of this result, although this proof has never been found. Jacobi, Lagrange (in 1772), and Euler all proved the square case, and Gauss proved the triangular case in 1796. In 1813, Cauchy proved the proposition in its entirety.

An arbitrary number N can be checked to see if it is a n-gonal number as follows. Note the identity

 8(n-2)p_n^r+(n-4)^2=(2rn-4r-n+4)^2,

(7)

so 8(n-2)N+(n-4)^2=S^2 must be a perfect square. Therefore, if it is not, the number cannot be n-gonal. If it is a perfect square, then solving

 S=2rn-4r-n+4

(8)

for the rank r gives

 r=(S+n-4)/(2(n-2)).

(9)

An n-gonal number is equal to the sum of the (n-1)-gonal number of the same statistical rank and the triangular number of the previous statistical rank.


REFERENCES:

Abramovich, S.; Fujii, T.; and Wilson, J. W. "Multiple-Application Medium for the Study of Polygonal Numbers." https://jwilson.coe.uga.edu/Texts.Folder/AFW/AFWarticle.html.

Beiler, A. H. "Ball Games." Ch. 18 in Recreations in the Theory of Numbers: The Queen of Mathematics Entertains. New York: Dover, pp. 184-199, 1966.

Cauchy, A. "Démonstration du théorème général de Fermat sur les nombres polygones." Oeuvres, 2e. serie, Vol. 6. pp. 320-353.

Dickson, L. E. History of the Theory of Numbers, Vol. 1: Divisibility and Primality. New York: Dover, pp. 3-33, 2005.

Guy, K. "Every Number is Expressible as a Sum of How Many Polygonal Numbers?" Amer. Math. Monthly 101, 169-172, 1994.

Nathanson, M. B. "Sums of Polygonal Numbers." In Analytic Number Theory and Diophantine Problems: Proceedings of a Conference at Oklahoma State University, 1984 (Ed. A. Adolphson et al. ). Boston, MA: Birkhäuser, pp. 305-316, 1987.

Pappas, T. "Triangular, Square & Pentagonal Numbers." The Joy of Mathematics. San Carlos, CA: Wide World Publ./Tetra, p. 214, 1989.

Savin, A. "Shape Numbers." Quantum 11, 14-18, 2000.

Sloane, N. J. A. Sequences A000217/M2535, A062712, and A090428 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

Sloane, N. J. A. and Plouffe, S. Figure M2535 in The Encyclopedia of Integer Sequences. San Diego: Academic Press, 1995.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد