三角形數

三角形數

一定數目的點或圓在等距離的排列下可以形成一個等邊三角形,這樣的數被稱為三角形數。古希臘著名科學家畢達哥拉斯把數1,3,6,10,15,21……這些數量的(石子),都可以排成三角形,像這樣的數稱為三角形數。把1.4.9.16.…這樣的數稱為正方形數。

基本介紹

定義,構成圖,套用,特例,性質,與其他數關係,

定義

它有一定的規律性,排列如下(構成圖),像上面的1、3、6、10、15等等這些能夠表示成三角形的形狀的總數量的數,叫做三角形數。
一定數目的點或圓在等距離的排列下可以形成一個等邊三角形,這樣的數被稱為三角形數。比如10個點可以組成一個等邊三角形,因此10是一個三角形數:
x
x x
x x x
x x x x
x x x x x
開始個18個三角形數是1、3、6、10、15、21、28、36、45、55、66、78、91、105、120、136、153、171……(OEIS中的數列A000217)
第n個三角形數的公式是
或者
第n個三角形數是開始的n個自然數的和。
所有大於3的三角形數都不是質數
開始的n個立方數的和是第n個三角形數的平方(舉例:1 + 8 + 27 + 64 = 100 =102
所有三角形數的倒數之和是2。
任何三角形數乘以8再加1是一個平方數
一部分三角形數(3、10、21、36、55、78……)可以用以下這個公式來表示:n × (2n + 1);而剩下的另一部分(1、6、15、28、45、66……)則可以用n × (2n - 1)來表示。
一種檢驗正整數x是否三角形數的方法,是計算:
如果n是整數,那么x就是第n個三角形數。如果n不是整數,那么x不是三角形數。這個檢驗法是基於恆等式8Tn + 1 = S2n + 1.
特殊的三角形數
55、5,050、500,500、50,005,000……都是三角形數。
第11個三角形數(66)、第1111個三角形數(617,716)、第111,111個三角形數(6,172,882,716)、第11,111,111個三角形數(61,728,399,382,716)都是回文式的三角形數,但第111個、第11,111個和第1,111,111個三角形數不是。
和其他數的關係
四面體數是三角形數在立體的推廣。
兩個相繼的三角形數之和是平方數。
三角平方數是同時為三角形數和平方數的數。
三角形數屬於一種多邊形數
所有偶完美數都是三角形數。
任何自然數是最多三個三角形數的和。高斯發現了這個規律。他在1796年7月10日在日記中寫道:EYPHKA! num = Δ + Δ + Δ

構成圖

o n=1 s=1
三角形數
o o n=2 s=3
o o o n=3 s=6
o o o o n=4 s=10
o o o o o n=5 s=15
……
根據自然數列的求和公式,對於第n項的三角形數,可以得到其計算公式為:

套用

1)前n個三角形數的和:T(n)=s(1)+s(2)+…+s(n)
得到:
.。
2)判斷一個數是否為三角形數:對任給一個正整數K,則若為三角形數,有:
得:n*(n+1)=2K。
從而:
[即2K開根號]<n+1;這樣就得到了一個n,如果這個n滿足
:則說明K是三角形數。
具體:你注意到了嗎,商店櫥窗里的罐頭盒一般都是這樣排列的。它們按照一定的規律排成了三角形。想一想:能不能把9個圓點按上面的規律排成一個三角形?9是不是三角形數?再想一想:能不能把25個圓點按上面的規律排成一個三角形?25是不是三角形數?為了能方便地看出規律,我們把三角形數改排成圖。觀察這些三角形數,你發現它們有什麼規律嗎?原來三角形數是從l開始的連續自然數的和。l是第一個三角形數,3是第二個三角形數,6是第三個三角形數,10是第四個三角形數,15是第五個三角形數……那么,第七個三角形數就是:1+2+3+4+5+6+7=28;第九個三角形數就是:1+2+3+4+5+6+7+8+9=45;第十個三角形數就是:1+2+3+…+10=55;第100個三角形數就是:1+2+3+…+100=5050。

特例

1.55、5050、500500、50005000……都是三角形數。
2.第11個三角形數(66)、第1111個三角形數(617716)、第111111個三角形數(6172882716)、第11111111個三角形數(61728399382716)都是回文式的三角形數,但第111個、第11111個和第1111111個三角形數不是。
3.三角形數還有一個規律,就是:如果將所有邊形的數都整整齊齊地由左到右畫在表格里,你就會發現,每一列的數間隔都一樣,而且均為前一列的三角形數,例如:
三角形數
1
3
6
10
15
21
28
36
正方形數
1
4
9
16
25
36
49
64
五邊形數
1
5
12
22
35
51
70
92
六邊形數
1
6
15
28
45
66
91
120
4.比如10個點可以組成一個等邊三角形,因此10是一個三角形數:
一開始的18個三角形數是13610152128364555667891、105、120、136、153、171、190、210、231、253……
一個三角數乘以九再加一仍是一個三角數。
三角數的個位數字不可能是2、4、7、9,數字根不可能是2、4、5、7、8。
三角數的二倍的平方根取整,是這個三角數的序數。

性質

第n個三角形數的公式是
第n個三角形數是從1開始的n個自然數的和。
所有大於3的三角形數都不是質數
開始的n個立方數的和是第n個三角形數的平方(舉例:1 + 8 + 27 + 64 = 100 = 10)。
所有三角形數的倒數之和是2。
任何三角形數乘以8再加1是一個平方數。
一部分三角形數(3、10、21、36、55、78……)可以用以下這個公式來表示:{\displaystyle n*(2n+1)};而剩下的另一部分(1、6、15、28、45、66……)則可以用{\displaystyle n*(2n-1)}來表示。
一種檢驗正整數x是否三角形數的方法,是計算:
如果n是整數,那么x就是第n三角形數。如果n不是整數,那么x不是三角形數。這個檢驗法是基於恆等式

與其他數關係

  • 是否在相繼出現的三角形數之間至少存在一個素數,在9000000以下的數目是正確的。
  • 四面體數是三角形數在立體的推廣。
  • 兩個相繼的三角形數之和是平方數。
  • 三角平方數是同時為三角形數和平方數的數。
  • 三角形數屬於一種多邊形數。
  • 所有偶完美數都是三角形數。
  • 任何自然數是最多三個三角形數的和。高斯發現了這個規律,他在1796年7月10日在日記中寫道:EYPHKA! num = Δ + Δ + Δ。

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