■多角数の逆数和の問題(その1)
まず最初に三角数,四角数,五角数,・・・,m角数について説明しますが,『1から始まる等差数列の最初のn項を足すと,いろいろな多角数が得られる.
1+1+1+1+1+・・・からは自然数が得られる:1,2,3,4,5,・・・
1+2+3+4+5+・・・からは三角数が得られる:1,3,6,10,15,・・・
ひとつ置きにとばした
1+3+5+7+11+・・・からは四角数が得られる:1,4,9,16,25,・・・
ふたつ置きにとばした
1+4+7+10+13+・・・からは五角数が得られる:1,5,12,22,35,・・・
みっつ置きにとばした
1+5+9+13+17+・・・からは六角数が得られる:1,6,15,28,45,・・・』
三角数△nとはn(n+1)/2,四角数□nとはn^2の形の自然数,すなわち平方数です.また,五角数☆nはn(3n−1)/2で表されます.
五角数の場合
1+4+7+・・・+(3n−2)=(3n^2−n)/2
六角数の場合
1+5+9+・・・+(4n−3)=2n^2−n
一般に,m角数の第n項は,多角形の辺数mは公差よりも2だけ大きいことから,初項1,公差m−2の等差数列の和:
1/2・n・{2+(m−2)(n−1)}
で与えられることがわかります.
1/2・n・{2+(m−2)(n−1)}の形の自然数をm角数といいます.多角数という名前はそれぞれの図形の点の配置に由来するもので,ピタゴラスらが興味をもった図形数ですから,代数的にではなく図形的に考えてみることにしましょう.そうすると,n−1番目の三角数をΔn-1=(n−1)n/2とすると,多角形にΔn-1個の点からなる三角形を追加して作ることができるわけですから
n+(m−2)Δn-1=1/2・n・{2+(m−2)(n−1)}
とも考えることができるのです.
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