平成12年11月26日
[流れ星]
第64回
数学的な応募問題<解答募集期間:11月26日〜12月10日>
[図形数=m画数]
太郎さんは、本を読んでいると、図形数=m画数の話がでてきます。古くは、ピタゴラスとその学派に人々が研究した最初に人々であった。ここでは、図形数の数列の一般項を考えてみます。
『1』三角数:下の図のように○を並べると、1,3,6,10,15,・・・という数列ができます。このように正三角形をなす数を三角数と呼び、第n番目の三角数をS(3,n)と書くことにします。
『2』四角数:下の図のように○を並べると、1,4,9,16,25,・・・という数列ができます。このように正方形をなす数を四角数と呼び、第n番目の四角数をS(4,n)と書くことにします。この四角数は別名平方数とも言います。
『3』五角数:下の図のように○を並べると、1,5,12,22,35,・・・という数列ができます。このように正五角形をなす数を五角数と呼び、第n番目の五角数をS(5,n)と書くことにします。
『4』六角数:1,6,15,28,45,・・・という数列があります。これを六角数と呼び、今までと同様に正六角形を順に作ることができます。この第n番目の六角数をS(6,n)と書くことにします
さて、一般に、m画数:1,m、3m−3,6m−8,・・・という数列が得られます。これをm画数と呼び、今までと同様に正m角形を順に作ることができます。この第n番目のm角数をS(m,n)と書くことにします
また、歴史的には、フェルマー(フランス:1601〜1665)が、バシェ版のディオファントスの【算術】に「すべての自然数はm個のm画数で表される。」と書き込んでいます。さらに、ドイツの大数学者ガウス(1777〜1855)も彼が19歳の時に「あらゆる正の整数は高々3個の三角数の和として表される」ことを見つけています。
ここからが、今回の問題です。この数列の一般項をnで表してください。
問題1:
S(3,n):1、3,6,10,15,・・・問題2:
S(4,n):1,4,9,16,25,・・・問題3:
S(5,n):1,5,12,22,35,・・・問題4:
S(6,n):1,6,15,28,45,・・・問題5:一般に、
S(m,n):1,m、3m−3,6m−8,・・・皆さん、考え方がわかったら、全部でなくていいですから、とペンネームを添えて、メールで送ってください。待っています。
<自宅>
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