文/萬廣磊
我國的珠算是世界文明的瑰寶。明清時期,能夠到店鋪站柜臺的人,都要有打算盤的童子功——算百子,也就是能用算盤快速計(jì)算1+2+3+4+…+100+…的結(jié)果。
我在童年時學(xué)打算盤,會經(jīng)常練習(xí)1+2+3+…+36。為什么只加到36呢?因?yàn)樗慕Y(jié)果是666,我很喜歡這個數(shù)字。據(jù)說,數(shù)學(xué)家高斯8 歲時就能很快計(jì)算出1+2+3+4+…+100 的結(jié)果。同學(xué)們,如果你不會算盤,也沒關(guān)系,我們現(xiàn)在可以直接用等差數(shù)列的計(jì)算公式得到它的結(jié)果。1+2+3+4+…+100=×100×(100+1)=5050。5050 這個數(shù)字也很特殊,因?yàn)?050其實(shí)是一個“三角形數(shù)”。
什么是“三角形數(shù)”呢?古希臘的大數(shù)學(xué)家畢達(dá)哥拉斯喜歡用“小石子圖形”研究數(shù)列。他把一定數(shù)目的點(diǎn)或圓,進(jìn)行等距離的排列,如果能得到一個等邊三角形,那么這樣的數(shù)就被稱為“三角形數(shù)”。如圖1 所示,1、3、6、10、15、21、28、36、45、55、66、78、91……這些數(shù)量的石子都可以排成等邊三角形,所以這些數(shù)都是“三角形數(shù)”。
圖1
從“三角形數(shù)”的構(gòu)成方法中,我們可以發(fā)現(xiàn)它有以下特點(diǎn):
1.第n個“三角形數(shù)”是從1開始的n個自然數(shù)的和。
舉例:第5 個“三角形數(shù)”是15,15=1+2+3+4+5。
2.所有大于3 的“三角形數(shù)”都不是質(zhì)數(shù)。
舉例:6=2×3,28=4×7。
3.從1開始的n個立方數(shù)的和是第n個“三角形數(shù)”的平方。
舉例:1+8+27+64=100=102=(1+2+3+4)2。
4.任何“三角形數(shù)”乘8,再加1,結(jié)果是一個平方數(shù)。
舉例:10×8+1=81=92。
5.兩個連續(xù)的“三角形數(shù)”之和是平方數(shù)。
舉例:1+3=4,3+6=9,21+28=49。
6.一部分“三角形數(shù)”(3、10、21、36、55、78……)可以用n2n+1表示;而剩下的另一部分(1、6、15、28、45、66……)則可以用n2n-1表示。
7.所有“三角形數(shù)”的倒數(shù)之和是2。
8.所有偶完美數(shù)都是“三角形數(shù)”。
完美數(shù)又稱完全數(shù)或完備數(shù),是一些特殊的自然數(shù),它所有的真因子(即除了自身以外的約數(shù))的和恰好等于它本身。第一個完全數(shù)是6,它有約數(shù)1、2、3、6,除去它本身6 外,其余3 個數(shù)相加,1+2+3=6。第二個完全數(shù)是28,它有約數(shù)1、2、4、7、14、28,除去它本身28 外,其余5個數(shù)相加,1+2+4+7+14=28。第三個完全數(shù)是496,有約數(shù)1、2、4、8、16、31、62、124、248、496,除去其本身496 外,其余9個數(shù)相加,1+2+4+8+16+31+62+124+248=496。
9.大數(shù)學(xué)家高斯發(fā)現(xiàn):任何自然數(shù)是最多三個“三角形數(shù)”的和。
對于以上特點(diǎn),同學(xué)們可以自由選幾個數(shù),動手算算看。當(dāng)我們學(xué)習(xí)了用字母表示數(shù)之后,我們可對“三角形數(shù)”的以上特點(diǎn)進(jìn)行說理。后面4 個特點(diǎn)的說理比較有難度,尤其是第9 個,如果你感興趣,說不定可以自主解決哦。