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■35561 / inTopicNo.1)  三角数の加法的性質
  
□投稿者/ おあたく 一般人(27回)-(2008/09/08(Mon) 02:23:57)
    nを負でない整数として、三角数をt[n] = n*(n+1)/2とします。
    a,b,cを負でない整数として、t[a]+t[b] = t[c]である場合の一般解はどのようになるのでしょうか?

    一般解とは、四角数(平方数)でa^2+b^2 = c^2の場合は、m,n,dを整数として
    (細かく言えばm,nは互いに素で、一方は偶数、他方は奇数)、
    a = d*(n^2-m^2), b = d*2mn, c = d*(m^2+n^2)と表せます。

    三角数のピタゴラスの定理もどきです。

    もし五角数以上でも何か情報がありましたら何でも良いので教えてください。

    ちなみにm角数とは、nを負でない整数として、n*((m-2)*n-(m-4))/2と表される数です。
    任意の自然数はm個以下のm角数の和に表せるという定理があります。

    よろしくお願いします。
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■35568 / inTopicNo.2)  Re[1]: 三角数の加法的性質
□投稿者/ 黄桃 一般人(1回)-(2008/09/08(Mon) 11:21:35)
    答じゃないですが、昔から知られている性質の1つとして
    t[5n+1]=t[3n]+t[4n+1]
    t[5n+3]=t[3n+2]+t[4n+2]
    というのがあるそうです。
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■35569 / inTopicNo.3)  Re[1]: 三角数の加法的性質
□投稿者/ WIZ ベテラン(245回)-(2008/09/08(Mon) 11:55:05)
    プログラムを作ってみてa,b ≦ 100の範囲で、t[a]+t[b] = t[c]となるものが124個ありました。
    何らかの理由で、c = b+1となってるものが多数あるようです。

    c = b+1とすると、t[a]+b*(b+1)/2 = (b+1)(b+2)/2 ⇒ t[a] = (b+1)/2*(b+2-b) = b+1
    よって、一般解ではないですが、t[a]+t[t[a]-1] = t[t[a]]が成立しますね。
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■35571 / inTopicNo.4)  Re[2]: 三角数の加法的性質
□投稿者/ WIZ ベテラン(247回)-(2008/09/08(Mon) 12:29:37)
    もう少し一般的な式を見つけました。

    b+t[h] = cとすると、
    t[a]+t[b] = t[b+t[h]] = (b+t[h])(b+t[h]+1)/2 = t[b]+t[t[h]]+b*t[h]
    ⇒ t[a] = t[t[h]]+b*t[h]
    ⇒ (t[a]-t[t[h]])/t[h] = b
    ⇒ t[a]+t[(t[a]-t[t[h]])/t[h]] = t[(t[a]-t[t[h]])/t[h]+t[h]]・・・・・(1)

    かなり複雑ですが、先程のt[a]+t[t[a]-1] = t[t[a]]は、上記(1)のh = 1の場合です。
    だだa,b ≦ 100ですら(1)で全部尽される訳ではないので、より一般的な関係式が存在しているものと思います。
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■35580 / inTopicNo.5)  Re[3]: 三角数の加法的性質
□投稿者/ おあたく 一般人(28回)-(2008/09/08(Mon) 18:01:09)
    黄桃さん、WIZさん、ご回答ありがとうございます。

    > t[5n+1]=t[3n]+t[4n+1]
    > t[5n+3]=t[3n+2]+t[4n+2]

    5,3,4ってピタゴラス数ですね。

    他のピタゴラス数x^2+y^2 = z^2でも試してみました。t[zn+c] = t[yn+b]+t[xn+a]とします。
    ⇒ z^2*n^2+(2c+1)zn+c*(c+1) = {y^2*n^2+(2b+1)yn+b*(b+1)}+{x^2*n^2+(2a+1)xn+a*(b+1)}
    ⇒ (2c+1)zn+c*(c+1) = {(2b+1)y+(2a+1)x}n+{b*(b+1)+a*(b+1)}

    (2c+1)z = (2b+1)y+(2a+1)x・・・・・(1)
    c*(c+1) = b*(b+1)+a*(b+1)・・・・・(2)
    (1)(2)が同時に成立する非負整数x,y,z,a,b,cが見つかれば良いことになります。

    まだ見つけられていませんが、(x,y,z,a,b,c) = (3,4,5,0,1,1)(3,4,5,2,2,3)以外にも
    解はあるものと思います。

    > ⇒ t[a]+t[(t[a]-t[t[h]])/t[h]] = t[(t[a]-t[t[h]])/t[h]+t[h]]・・・・・(1)

    a,hの選び方によっては(t[a]-t[t[h]])/t[h]は整数になりませんよね?
    (t[a]-t[t[h]])/t[h]が非負整数になる場合だけ考えるということでしょうか?
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■35597 / inTopicNo.6)  Re[4]: 三角数の加法的性質
□投稿者/ WIZ 大御所(253回)-(2008/09/09(Tue) 07:21:08)
    > a,hの選び方によっては(t[a]-t[t[h]])/t[h]は整数になりませんよね?
    > (t[a]-t[t[h]])/t[h]が非負整数になる場合だけ考えるということでしょうか?

    仰る通りです。申し訳ありません。
    aとhに何等かの関係式が成立する場合だけ(t[a]-t[t[h]])/t[h]が非負整数になるもの
    と思いますが、まだ見出せていません。

    もう少し考えますので、以下の式については一度保留(?)ということにさせてください。
    t[a]+t[(t[a]-t[t[h]])/t[h]] = t[(t[a]-t[t[h]])/t[h]+t[h]]
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