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Dictionnaire de mathématiques récréatives

Carré

° Nombre pyramidal carré. Nombre figuré qui est représenté par une pyramide dont la base est un carré. Les nombres pyramidaux carrés de dimensions 3, 4 et 5 sont définis.

n Nombre pyramidal carré D3 
Tout nombre de rang n de cette classe est la somme des n premiers carrés. Le terme général est n(n + 1)(2n + 1)/6. Les quatre plus petits pyramidaux carrés peuvent être représentés ainsi :

Un nombre est pyramidal carré si on peut décomposer son sextuple en trois facteurs : un entier, le suivant et leur somme. Son rang est le plus petit facteur. Pour trouver son successeur, on lui additionne le carré de rang suivant. Par exemple, 1785 est un pyramidal carré car 1785 × 6 = 17 × 18 × 35. Il est au rang 17. Son successeur est 1785 + 182 = 2109. Les 49 plus petits pyramidaux carrés sont :

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

1

5

14

30

55

91

140

204

285

1

385

506

650

819

1015

1240

1496

1785

2109

2470

2

2870

3311

3795

4324

4900

5525

6201

6930

7714

8555

3

9455

10 416

11 440

12 529

13 685

14 910

16 206

17 575

19 019

20 540

4

22 140

23 821

25 585

27 434

29 370

31 395

33 511

35 720

38 024

40 425


Voici neuf propriétés concernant les nombres de cette classe :

La période des unités des nombres successifs correspond à un nombre de 20 chiffres :15 405 104 556 095 065 900.

Les unités sont 0, 1, 4, 5, 6 et 9.

La somme des n premiers pyramidaux carrés est un hyperpyramidal carré de rang n.

La somme de deux pyramidaux carrés successifs est un octaédrique.

La différence de deux pyramidaux carrés successifs est un carré.

Tout pyramidal carré est la différence de deux hyperpyramidaux carrés successifs.

Tout pyramidal carré est la somme de deux pyramidaux triangulaires.

Tout pyramidal carré de rang n est le nombre de carrés de toute grandeur qu’il est possible de compter dans une grille carrée n × n.

L’ensemble des pyramidaux carrés forme une suite arithmétique de degré 3.

Le seul nombre supérieur à l'unité qui est à la fois carré et pyramidal carré est 4900. Ce résultat fut conjecturé par Édouard Lucas en 1875 et prouvé par G. N. Watson en 1918. Les nombres connus qui sont à la fois pyramidaux carrés et triangulaires sont : 1, 55, 91 et 208 335. Aussi appelé nombre pyramidal quadrangulaire.

n Nombre pyramidal carré D4 
Tout nombre de rang n de cette classe est la somme des n premiers pyramidaux D3 carrés. Le terme général est n(n + 1)2(n + 2)/12. Les 10 plus petits nombres de cette classe sont : 1, 6, 20, 50, 105, 196, 336, 540, 825 et 1210. Autre appellation de nombre hyperpyramidal carré.

n Nombre pyramidal carré D5 
 Tout nombre de rang n de cette classe est la somme des n premiers pyramidaux D4 carrés. Le terme général est n(n + 1)(n + 2)(n + 3)(2n + 3)/120. Les 10 plus petits pyramidaux D5 carrés sont : 1, 7, 27, 77, 182, 378, 714, 1254, 2079 et 3289. Les différences successives des suites à partir de la suite des pyramidaux D5 carrés sont :

©  Charles-É. Jean

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