O CIEKAWYCH WŁAŚCIWOŚCIACH LICZB TRÓJKĄTNYCH



Podobne dokumenty
Kongruencje oraz przykłady ich zastosowań

WYRAŻENIA ALGEBRAICZNE

Maria Romanowska UDOWODNIJ, ŻE... PRZYKŁADOWE ZADANIA MATURALNE Z MATEMATYKI

Rozmaitości matematyczne. dr Agnieszka Kozak Instytut Matematyki UMCS

Liczby geometryczne. Radosław Żak Katolickie Gimnazjum im. Świętej Rodziny z Nazaretu. Kraków Opieka: dr Jacek Dymel

Kongruencje i ich zastosowania

Kongruencje pierwsze kroki

Przykładowe zadania na kółko matematyczne dla uczniów gimnazjum

LICZBY PIERWSZE. Jan Ciurej Radosław Żak

KONKURS Z MATEMATYKI DLA UCZNIÓW SZKÓŁ PODSTAWOWYCH

Kurs ZDAJ MATURĘ Z MATEMATYKI MODUŁ 2 Teoria liczby rzeczywiste cz.2

Algebra, czyli oswajanie iksów i igreków

Liczby rzeczywiste. Działania w zbiorze liczb rzeczywistych. Robert Malenkowski 1

CIĄGI wiadomości podstawowe

Przykładowe zadania z teorii liczb

WYMAGANIE EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE II GIMNAZJUM. dopuszczającą dostateczną dobrą bardzo dobrą celującą

Bukiety matematyczne dla gimnazjum

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI W KLASIE II W PUBLICZNYM GIMNAZJUM NR 2 W ZESPOLE SZKÓŁ W RUDKACH

WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE OCENY

Równania Pitagorasa i Fermata

wymagania programowe z matematyki kl. II gimnazjum

Osiągnięcia ponadprzedmiotowe

Osiągnięcia ponadprzedmiotowe

W ŚWIECIE WIELOKĄTÓW GWIAŹDZISTYCH

Luty 2001 Algorytmy (7) 2000/2001

Wokół Problemu Steinhausa z teorii liczb

Przedmiotowy system oceniania

Zestaw zadań dotyczących liczb całkowitych

Liczba i Reszta czyli o zasadach podzielności

Zadania z algebry liniowej - sem. I Struktury algebraiczne

Internetowe Ko³o M a t e m a t yc z n e


WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI KLASA VII

PLAN WYNIKOWY DLA KLASY I GIMNAZJUM W OPARCIU O PROGRAM BŁĘKITNA MATEMATYKA DKW 4014/16/99

Algebra WYKŁAD 3 ALGEBRA 1

Wymagania edukacyjne z matematyki dla uczniów klasy VII szkoły podstawowej

3. FUNKCJA LINIOWA. gdzie ; ół,.

WYMAGANIA EDUKACYJNE NIEZBĘDNE DO UZYSKANIA ŚRÓDROCZNYCH I ROCZNYCH OCEN KLASYFIKACYJNYCH Z MATEMATYKI W KLASIE II GIMNAZJUM

WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE OCENY

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI DLA KLASY VII

Wymagania edukacyjne z matematyki na poszczególne do klasy VII szkoły podstawowej na rok szkolny 2018/2019

1. Wykład NWD, NWW i algorytm Euklidesa.

Skrypt 23. Przygotowanie do egzaminu Pierwiastki

0.1 Pierścienie wielomianów

Jeśli lubisz matematykę

Matematyka z kluczem. Szkoła podstawowa nr 18 w Sosnowcu. Przedmiotowe zasady oceniania klasa 7

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI DLA KLASY VII SZKOŁY PODSTAWOWEJ

Kongruencje. Sławomir Cynk. 24 września Nowy Sącz. Instytut Matematyki Uniwersytetu Jagiellońskiego

WYMAGANIA NA POSZCZEGÓLNE OCENY MATEMATYKA KL.VII

Wymagania edukacyjne z matematyki do programu pracy z podręcznikiem Matematyka wokół nas

Matematyka klasa 7 Wymagania edukacyjne na ocenę śródroczną.

Liczby. Wymagania programowe kl. VII. Dział

Teoria liczb. Magdalena Lemańska. Magdalena Lemańska,

Wymagania edukacyjne z matematyki w klasie VII szkoły podstawowej

WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE OCENY MATEMATYKA KLASA 8 DZIAŁ 1. LICZBY I DZIAŁANIA

macierze jednostkowe (identyczności) macierze diagonalne, które na przekątnej mają same

Równania wielomianowe

Wymagania edukacyjne z matematyki dla klasy VII

SEMESTRALNE BADANIE WYNIKÓW NAUCZANIA MATEMATYKI W KLASACH III. Kartoteka testu. Nr zad Czynność ucznia Kategoria celów

MACIERZE I WYZNACZNIKI

DYDAKTYKA ZAGADNIENIA CYFROWE ZAGADNIENIA CYFROWE

Chen Prime Liczby pierwsze Chena

Od autorów... 7 Zamiast wstępu zrozumieć symbolikę... 9 Zdania Liczby rzeczywiste i ich zbiory... 15

Znaleźć wzór ogólny i zbadać istnienie granicy ciągu określonego rekurencyjnie:

15. Macierze. Definicja Macierzy. Definicja Delty Kroneckera. Definicja Macierzy Kwadratowej. Definicja Macierzy Jednostkowej

Indukcja matematyczna. Zasada minimum. Zastosowania.

Indukcja matematyczna

MATURA Przygotowanie do matury z matematyki

Wykład 4. Określimy teraz pewną ważną klasę pierścieni.

Wojewódzki Konkurs Matematyczny dla uczniów gimnazjów. rok szkolny 2016/2017. Etap III etap wojewódzki- klucz odpowiedzi

Matematyka z kluczem. Układ treści w klasach 4 8 szkoły podstawowej. KLASA 4 (126 h) część 1 (59 h) część 2 (67 h)

Scenariusz lekcji z matematyki w szkole ponadgimnazjalnej

Bukiety matematyczne dla szkoły podstawowej

KONSPEKT FUNKCJE cz. 1.

Wymagania edukacyjne z matematyki dla ucznia klasy VII

ETAP REJONOWY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2018/

Wymagania edukacyjne z matematyki dla klasy VIII. rok szkolny 2018/2019

KURS MATURA ROZSZERZONA część 1

In the paper we describe how to introduce the trigonometric functions using their functional characteristics and the Eisenstein series.

Pojęcia, wymagania i przykładowe zadania na egzamin poprawkowy dla klas II w roku szkolnym 2016/2017 w Zespole Szkół Ekonomicznych w Zielonej Górze

MATEMATYKA ZBIÓR ZADAŃ MATURALNYCH. Lata Poziom podstawowy. Uzupełnienie Zadania z sesji poprawkowej z sierpnia 2019 r.

Kryteria oceniania wiadomości i umiejętności matematycznych ucznia klasy VI

INFORMATYKA MÓJ SPOSÓB NA POZNANIE I OPISANIE ŚWIATA PROGRAM NAUCZANIA INFORMATYKI Z ELEMENTAMI PRZEDMIOTÓW MATEMATYCZNO-PRZYRODNICZYCH

Jak nie zostać niewolnikiem kalkulatora? Obliczenia pamięciowe i pisemne.

Rozwiązania zadań. Arkusz maturalny z matematyki nr 1 POZIOM PODSTAWOWY

A a B b C c D d E e F f są magiczne.

Macierze. Rozdział Działania na macierzach

Orientacyjnie 140 godzin lekcyjnych, tj. 35 tygodni po 4 godziny lekcyjne tygodniowo.

Dr Maciej Grzesiak, Instytut Matematyki

WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE OCENY MATEMATYKA STOSOWANA - KLASA II I. POWTÓRZENIE I UTRWALENIE WIADOMOŚCI Z ZAKRESU KLASY PIERWSZEJ

6. Liczby wymierne i niewymierne. Niewymierność pierwiastków i logarytmów (c.d.).

EGZAMIN W KLASIE TRZECIEJ GIMNAZJUM W ROKU SZKOLNYM 2017/2018 CZĘŚĆ 2. ZASADY OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ

Geometria analityczna

Jarosław Wróblewski Matematyka Elementarna, lato 2010/11

PLAN WYNIKOWY Z MATEMATYKI DLA II KL. GIMNAZJUM do podręcznika GWO Matematyka z plusem. PODSTAWOWE Uczeń zna: POTĘGI I PIERWIASTKI

Spis treści: 3. Geometrii innych niż euklidesowa.

Matematyka liczby zespolone. Wykład 1

Rozwiązaniem jest zbiór (, ] (5, )

Transkrypt:

Jeśli matematyka jest królową nauk, to królową matematyki jest teoria liczb Carl Friedrich Gauss O CIEKAWYCH WŁAŚCIWOŚCIACH LICZB TRÓJKĄTNYCH OPRACOWANIE: MATEUSZ OLSZAMOWSKI KL 6A, ALEKSANDER SUCHORAB KL 6A SZKOŁA PODSTAWOWA NR 109 KRAKÓW UL. MACKIEWICZA 15 TEL.415 27 59 OPIEKUN: MGR ZOFIA SZCZUR 1

Przygotowując się do różnego rodzaju konkursów poznawaliśmy na lekcji matematyki oraz na Kółku matematycznym liczby np. lustrzane, doskonałe, bliźniacze, kwadratowe, pierwsze, trójkątne i inne. Poznaliśmy ich własności i rozwiązywaliśmy zadania. My w naszym referacie chcieliśmy bliżej zająć się liczbami trójkątnymi. W swym dziele dotyczącym teorii liczb jakbyśmy obecnie nazwali zawarte tam wiadomości Nikomachos z Gerazy(I-II w. n. e.) przytacza wszystko, co o liczbach wiedzieli pitagorejczycy, a najprawdopodobniej również sam Pitagoras. Pitagorejczycy przedstawiali liczby jako oddzielne punkty i przez łączenie ich w odpowiednie grupy wykrywali twierdzenia, bądź tworzyli nowe pojęcia. Oto rysunek przedstawiający liczbę trójkątną jako zbiór punktów płaszczyzny. Liczba przedstawiona na rysunku jest liczbą 21. Jest to liczba o ciekawych właściwościach. To tzw. liczba trójkątna, ponieważ jej punkty zgrupowane i ustawione odpowiednio dają kształt trójkątna równobocznego. Kolejne liczby trójkątne będziemy oznaczać przez t n. Kolejny numer n 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Liczba trójkątna t n 1 3 6 10 15 21 28 36 45 55 66 78 Łatwo zauważyć, że kolejne liczby trójkątne można obliczyć dodając do nich kolejne liczby naturalne. Np. 1 + 2 = 3 3 + 3 = 6 6 + 4 = 10 10 + 5 = 15 Jak jednak obliczyć np. setną z kolei liczbę trójkątną? Nikt przecież nie będzie liczył na piechotę. Poniżej więc przedstawiamy wzór, przy czym t n to liczba trójkątna, a n to odpowiadający jej numer. t n = n(n+1)/2 2

Wzór wyprowadzono na podstawie własności kolejnych liczb naturalnych od 1 do n. Wzór ten znano w starożytności. (prawdopodobnie ten wzór wymyślił mały C. F. Gauss nudząc się na lekcji matematyki) Podstawiając kolejne liczby naturalne 1, 2, 3, 4, 12, otrzymamy liczby trójkątne zapisane w tabeli na poprzedniej stronie. Obliczmy więc, 30-tą, 50-tą i 100-ną liczbę trójkątną. n=30 ½*30*(30+1) = 465 Odp.: Trzydziestą liczbą trójkątna jest liczba 465. n=50 ½*50*(50+1) = 1275 Odp.: Pięćdziesiątą liczbą trójkątną jest liczba 1275. n=100 ½*100*(100+1) = 5050. Odp.: Setną liczbą trójkątną jest liczba 5050. Diofantos (druga poł. III w.) nazywany w średniowieczu ojcem algebry opisał liczby trójkątne w dziele Arytmetyka oraz wskazał na prawdziwość następującego twierdzenia: Jeśli dowolną liczbę trójkątną pomnożymy przez 8 i powiększymy o 1 (oznaczone jako " "), to otrzymamy liczbę będącą kwadratem liczby naturalnej tj. liczbę kwadratową. t n* 8+1 Pokażemy to na rysunku: 3

Dzięki temu możemy stwierdzić czy dana liczba jest liczbą trójkątną, czy nią nie jest: Jeśli po pomnożeniu danej liczby przez 8 i powiększeniu o 1 otrzymamy kwadrat liczy naturalnej, jest to liczba trójkątna np. 6*8+1 = 49 = 7 2 28*8+1 = 225 = 15 2 66*8+1 = 529 = 23 2 1176*8+1 = 9409 = 97 2 9453*8+1 = 75625 = 275 2 Pisząc powyższe przykłady zastanawialiśmy się: Jak obliczyć, którą z kolei liczbą trójkątną jest dana liczba? Wymyśliliśmy coś takiego: Najpierw pomnóżmy liczbę przez 8 i dodajmy do niej 1, żeby powstał kwadrat liczby naturalnej. Następnie obliczmy jej pierwiastek 2-go stopnia, odejmijmy od tej liczby 1 i podzielmy przez 2: A wzór wyglądałby tak: n = ( t n* 8+1-1)/2 Obliczmy, którą z kolei liczbą trójkątną jest: 6, 28, 66, 1176, 9453 ( 6*8+1-1)/2 = ( 49-1)/2 = (7-1)/2 = 3 Odp.: 6 jest 3-cią liczbą trójkątną. ( 28*8+1-1)/2 = ( 225-1)/2 = (15-1)/2 = 7 Odp.: 28 jest 7-mą liczbą trójkątną. ( 66*8+1-1)/2 = ( 529-1)/2 = (23-1)/2 = 11 Odp.: 66 jest 11-tą liczbą trójkątną. ( 1176*8+1-1)/2 = ( 9409-1)/2 = (97-1)/2 = 48 Odp.: 1176 jest 48-mą liczbą trójkątną. ( 9453*8+1-1)/2 = ( 75625-1)/2 = (275-1)/2 = 137 Odp.: 9453 jest 137-mą liczbą trójkątną. 4

Właściwości liczb trójkątnych Każda liczba naturalna o parzystej liczbie cyfr, których pierwsza połowa to same dwójki, a druga to same jedynki jest liczbą trójkątną. Np. 21, 2211, 222111, 22221111, 2222211111, są takimi liczbami, więc są to liczby trójkątne t 66 = 2211 = ½*66*(66+1) jest, więc 66-tą liczbą trójkątną. t 666 = 222111 = ½*666*(666+1) jest, więc 666-tą liczbą trójkątną. t 6666 = 22221111 = ½*6666*(6666+1) jest, więc 6666-tą liczbą trójkątną. Suma dowolnych dwóch kolejnych liczb trójkątnych jest kwadratem liczby naturalnej (t n +t n+1 ) Przykład: 1+3 = 4 = 2 2 3+6 = 9 = 3 2 6+10 = 16 = 4 2 Ogólnie: t n = 1/2n (n+1) t n+1 = 1 / 2 (n+1) * ((n+1)+1) t n +t n+1 = 1/2n(n+1) + 1 / 2 (n+1)*(n+2) = (n+1)*(1/2n + 1/2(n+2)) = (n+1)(1/2n+1/2n+1) = (n+1)(n+1) = (n+1) 2 Różnica kwadratów dowolnych dwóch kolejnych liczb trójkątnych to jest t 2 n+1 - t 2 n jest sześcianem liczby naturalnej. Przykład: 3 2-1 2 = 9-1 = 8 8 = 2 3 6 2-3 2 = 36-9 = 27 27 = 3 3 Suma sześcianów kolejnych liczb naturalnych jest kwadratem liczby trójkątnej. 1 3 + 2 3 +... + n 3 = t 2 n Przykład: 1 + 8 +27 = 36 = 6 2 = (t 3 ) 2 Istnieją liczby trójkątne będące kwadratami liczb naturalnych. Np. 36 = 6 2 = (t 3 ) 2 Liczby o powyższej własności znane były już matematykowi szwajcarskiemu Eulerowi (1707-1783); wykazał on, że liczby postaci 1 / 32 ((3+2 2) n -(3-2 2) n ) 2 dla dowolnej liczby naturalnej n są liczbami trójkątnymi będącymi kwadratami liczb naturalnych oraz, że każda liczba trójkątna będąca kwadratem da się przedstawić w tej postaci. 5

Przykład: n = 1 1 / 32 ((3+2 2) 1 -(3-2 2) 1 ) 2 = 1 / 32 (3+2 2-3+2 2) 2 = 1 / 32 (4 2) 2 = 1 / 32 *32 = 1 = 1 2 jest liczbą trójkątną n=2 1 / 32 ((3+2 2) 2 -(3-2 2) 2 ) 2 = 1 / 32 ((9+12 2+8)-(9-12 2+8)) 2 = 1 / 32 (17+12 2-17+12 2) 2 = 1 / 32 (24 2) 2 = 36 = 6 2 jest liczbą trójkątną Poznając bliżej liczby trójkątne mieliśmy okazję poszerzyć naszą wiedzę na ten temat i prześledzić skomplikowane dla nas zapisy i nazwy. Ciekawe są przekształcenia algebraiczne. Nauczyliśmy się stosowania wzorów skróconego mnożenia na kwadrat sumy i kwadrat różnicy. Poznaliśmy nazwiska wielu matematyków oraz głoszone przez nich teorie. Zagadnienia teorii liczb były ciekawe i przyznamy, że matematyka jest faktycznie królową nauk. Bibliografia: 1) "Z matematyką za pan brat" - Ryszard Jajte Włodzimierz Krysicki 6