■11^4はいくつか

 11^4はいくつか? 二項係数を知っている人にとって,この数は計算しやすいだろう.

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1^2=1

11^2=121

111^2=12321

1111^2=1234321

11111^2=123454321

111111^2=12345654321

1111111^2=1234567654321

11111111^2=123456787654321

111111111^2=12345678987654321

 1が連続する数を2乗すると,数字が昇順・降順に整列する.筆算で計算してみると各行は1が連続する数が1桁ずつ左にずれていく.縦に見た各桁は1の重なりがだんだん増えていってやがて減少に転ずる.そのため,数字が昇順・降順に整列するのである.

 もちろん1が10個以上連続する場合は繰り上がりが起こってしまうが,

1111111111^2=123456789[10]987654321

11111111111^2=123456789[10][11][10]987654321

のように桁の繰り上がりを記述すれば前述のルールは成り立つ.

 次に,11のn乗数を並べて見ると

11^0=1

11^1=11

11^2=121

11^3=1331

11^4=14641

11^5=15[10][10]51

11^6=16[15][20][15]61

このようにパスカルの三角形は11のn乗数が並んだものと見ることができるのである.以下,このタイプのパスカルの三角形を2パスカルの三角形と呼ぶことにする.

 しからば111^n,・・・,[11・・・1k]^nについてはどうなるだろうと考えるのは自然な成り行きであろう.kパスカルの三角形のレポートが

  [参]松田修+津山高専数学クラブ「11からはじまる数学」東京図書

によくまとめられている.

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【1】kパスカルの三角形

111^0=1

111^1=111

111^2=12321

111^3=1367631

111^4=14[10][16][19][16][10]41

111^5=15[15][30][45][51][45][30][15]51

 このように111^nの作る3パスカルの三角形の値は,上の段の隣り合った3つの値を足して得られることがわかります.3パスカルの三角形は(x^2+x+1)^nの係数列でもあります.

 一般に,kパスカルの三角形は同じ段の隣りあうk個の数をたすことで次の段の数が得られます.(x^k-1+・・・+x+1)^nの係数列でもあるというわけです.

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【2】3パスカルの三角形の係数列

 オイラーは偶然にこの数が[x^n]1/(1−2x−3z^2)^1/2であることを示したのだが,しかし、この係数を閉じた形に表すことはできない.

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