Архив метки: квадрат

Фигурные числа

Про числа 25, 49, 100 говорят, что они являются квадратами. А почему? Потому что они получаются, если возвести числа 5, 7 и 10 в квадрат. Но имеет ли это название какое-нибудь отношение к геометрической фигуре-квадрату? Посмотрим на рис. 1. Солдаты стоят правильными рядами, образуя квадраты. Число солдат внутри такого квадрата легко подсчитать – нужно умножить их число вдоль горизонтальной стороны на число солдат вдоль вертикальной стороны (заметим, что эти числа равны), и получится общее количество солдат внутри квадрата.

Фигурные числа рисунок 1

рис 1


В древности вычислители часто считали с помощью камешков и, естественно, отмечали случаи, когда камешки можно было сложить в виде правильной фигуры. Кроме квадратных чисел были известны треугольные числа, которые получаются так, как это показано на рис. 2.
Фигурные числа рисунок 2

Рис.2


Нетрудно заметить, что n-е квадратное число равно n2, а n-е треугольное число равно сумме всех целых чисел от 1 до n, т.е.
Фигурные числа
Пятиугольные числа изображены на рис. 3.
Фигурные числа рисунок 3

Рис.3


Чтобы сосчитать n-е пятиугольное число, его нужно разбить на три треугольных, после чего останется еще n точек, как показано на рисунке. В результате получаем, что n-е пятиугольное число равно
Фигурные числа
Подобным образом можно образовывать любые многоугольные числа. Формула для n-го k-угольного числа такова:
Фигурные числа
При k = 3 мы получаем треугольные числа, при k = 4 – квадратные и т.д.

Аналогично можно представить число в виде прямоугольника. Для числа 12 это можно сделать многими способами (рис.4), а для числа 13-лишь расположив все предметы в одну линию. Такое число древние не считали прямоугольным. Таким образом, прямоугольными числами являются все составные числа, а непрямоугольными – простые числа.

Фигурные числа рисунок 4

Рис.4


К фигурным числам также относятся пирамидальные числа, которые получаются, если шарики складывать пирамидой, как раньше складывали ядра около пушки. Нетрудно заметить, что n-е пирамидальное число равно сумме всех треугольных чисел-от первого до n-го. Формула для вычисления n-го пирамидального числа имеет вид
Фигурные числа

§ 32. Описать квадрат около данного круга

Проводим два взаимно перпендикулярных диаметра АВ и CD (рис.1). Из их концов, как из центров, описываем четыре полуокружности радиусами, равными ОА. Точки F, G, H и E их пересечения – вершины искомого квадрата.

Описать квадрат около данного круга

рис.1

§ 31. Вписать квадрат в данный круг

Проводим два взаимно перпендикулярных диаметра АВ и СD; ACBD – искомый квадрат (рис.1)

Вписать квадрат в данный круг

рис.1

§ 30. Построить квадрат по данной его диагонали АВ

Через середину АВ (рис.1) проводим к АВ перпендикуляр MN (см. п. §2). От точки О его пересечения с АВ откладываем на MN отрезки ОС и OD, равные ОА; соединяем точки С и D с точками А и В; ABCD – искомый квадрат.

Построить квадрат по данной его диагонали

рис.1

§ 23. Вписать окружность в ромб (или квадрат) ABCD

Из точки О пересечения диагоналей проводим ОЕАВ (рис.1). Окружность с центром О и радиусом ОЕ – искомая.

Вписать окружность в ромб (или квадрат)

рис.1

В неравносторонний параллелограмм вписать окружность нельзя.

§ 22. Описать окружность около данного прямоугольника (квадрата) ABCD

Проводим диагонали BD и AC (рис.1). Из точки О их пересечения проводим окружность радиусом ОА.

Описать окружность около данного прямоугольника (квадрата)

рис.1

Около косоугольного параллелограмма описать окружность нельзя.