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.

Square Triangular Number

المؤلف:  Allen, B. M.

المصدر:  "Squares as Triangular Numbers." Scripta Math. 20

الجزء والصفحة:  ...

21-12-2020

3815

+

-

20

Square Triangular Number

A number which is simultaneously square and triangular. Let T_n denote the nth triangular number and S_m the mth square number, then a number which is both triangular and square satisfies the equation T_n=S_m, or

 1/2n(n+1)=m^2.

(1)

Completing the square gives

1/2(n^2+n) = 1/2(n+1/2)^2-(1/2)(1/4)

(2)

= m^2

(3)

1/8(2n+1)^2-1/8 = m^2

(4)

(2n+1)^2-8m^2 = 1.

(5)

Therefore, defining

x = 2n+1

(6)

y = 2m

(7)

gives the Pell equation

 x^2-2y^2=1

(8)

(Conway and Guy 1996). The first few solutions are (x,y)=(3,2), (17, 12), (99, 70), (577, 408), .... These give the solutions (n,m)=(1,1), (8, 6), (49, 35), (288, 204), ... (OEIS A001108 and A001109), corresponding to the triangular square numbers 1, 36, 1225, 41616, 1413721, 48024900, ... (OEIS A001110; Pietenpol 1962). In 1730, Euler showed that there are an infinite number of such solutions (Dickson 2005).

The general formula for a square triangular number ST_n is b^2c^2, where b/c is the nth convergent to the continued fraction of sqrt(2) (Ball and Coxeter 1987, p. 59; Conway and Guy 1996). The first few are

 1/1,3/2,7/5,(17)/(12),(41)/(29),(99)/(70),(239)/(169),...

(9)

(OEIS A001333 and A000129). The numerators and denominators can also be obtained by doubling the previous fraction and adding to the fraction before that.

A general formula for square triangular numbers is

ST_n = [((1+sqrt(2))^(2n)-(1-sqrt(2))^(2n))/(4sqrt(2))]^2

(10)

= 1/(32)[(17+12sqrt(2))^n+(17-12sqrt(2))^n-2].

(11)

The square triangular numbers also satisfy the recurrence relation

 ST_n=34ST_(n-1)-ST_(n-2)+2.

(12)

A second-order recurrence for ST_n=u_n^2 is given by

 u_(n+2)=6u_(n+1)-u_n,

(13)

with u_0=0 and u_1=1. A first-order recurrence equation is given by

 u_(n+1)=3u_n+sqrt(8u_n^2+1)

(14)

(M. Carreira, pers. comm., Sept. 29, 2003).

A curious product formula for ST_n is given by

 ST_n=2^(2n-5)product_(k=1)^(2n)[3+cos((kpi)/n)].

(15)

An amazing generating function is

 f(x)=(x(x+1))/((1-x)(1-34x+x^2))=x+36x^2+1225x^3+...

(16)

(Sloane and Plouffe 1995).

Taking the square and triangular numbers together gives the sequence 1, 1, 3, 4, 6, 9, 10, 15, 16, 21, 25, ... (OEIS A005214; Hofstadter 1996, p. 15).


REFERENCES:

Allen, B. M. "Squares as Triangular Numbers." Scripta Math. 20, 213-214, 1954.

Ball, W. W. R. and Coxeter, H. S. M. Mathematical Recreations and Essays, 13th ed. New York: Dover, 1987.

Conway, J. H. and Guy, R. K. The Book of Numbers. New York: Springer-Verlag, pp. 203-205, 1996.

Dickson, L. E. History of the Theory of Numbers, Vol. 2: Diophantine Analysis. New York: Dover, pp. 10, 16, and 27, 2005.

Guy, R. K. "Sums of Squares" and "Figurate Numbers." §C20 and §D3 in Unsolved Problems in Number Theory, 2nd ed. New York: Springer-Verlag, pp. 136-138 and 147-150, 1994.

Hofstadter, D. R. Fluid Concepts & Creative Analogies: Computer Models of the Fundamental Mechanisms of Thought. New York: Basic Books, 1996.

Khatri, M. N. "Triangular Numbers Which are Also Squares." Math. Student 27, 55-56, 1959.

Pietenpol, J. L. "Square Triangular Numbers." Problem E 1473. Amer. Math. Monthly 69, 168-169, 1962.

Potter, D. C. D. "Triangular Square Numbers." Math. Gaz. 56, 109-110, 1972.

Sengupta, D. "Digits in Triangular Squares." College Math. J. 30, 31, 1999.

Sierpiński, W. Teoria Liczb, 3rd ed. Warsaw, Poland: Monografie Matematyczne t. 19, p. 517, 1950.

Sierpiński, W. "Sur les nombres triangulaires carrés." Pub. Faculté d'Électrotechnique l'Université Belgrade, No. 65, 1-4, 1961.

Sierpiński, W. "Sur les nombres triangulaires carrés." Bull. Soc. Royale Sciences Liège, 30 ann., 189-194, 1961.

Silverman, J. H. A Friendly Introduction to Number Theory. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall, 1996.

Sloane, N. J. A. Sequences A000129/M1413, A001333/M2665, A001108/M4536, A001109/M4217, and A001110/M5259 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."

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

Walker, G. W. "Triangular Squares." Problem E 954. Amer. Math. Monthly 58, 568, 1951.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد