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Dictionnaire de mathématiques récréatives

Heptagonal

° Nombre heptagonal. – Nombre polygonal qui est engendré par un heptagone régulier. Tout nombre de rang n de cette classe est la somme des n premiers gnomoniques heptagonaux. Le terme général est n(5n - 3)/2. Les quatre plus petits heptagonaux peuvent être représentés ainsi :

Un heptagonal de rang n peut aussi être représenté comme un trapézoïdal formé de n lignes de points et dont la base contient (3n - 2) points. 

Un nombre est heptagonal si on peut décomposer son double en deux facteurs : un entier et le quintuple de cet entier moins 3. Le plus petit facteur est le rang de l’heptagonal. Pour trouver son successeur, on lui additionne cinq fois son rang et 1. Par exemple, 403 est un heptagonal car 403 × 2 = 13 × (5 × 13 - 3). Il est de rang 13. Son successeur est 403 + (5 × 13) + 1 = 469. 

Les 59 plus petits heptagonaux sont :

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

1

7

18

34

55

81

112

148

189

1

235

286

342

403

469

540

616

697

783

874

2

970

1071

1177

1288

1404

1525

1651

1782

1918

2059

3

2205

2356

2512

2673

2839

3010

3186

3367

3553

3744

4

3940

4141

4347

4558

4774

4995

5221

5452

5688

5929

5

6175

6426

6682

6943

7209

7480

7756

8037

8323

8614


Voici quelques propriétés concernant les nombres de cette classe :

La période des unités des nombres successifs correspond à un nombre de 20 chiffres : 17 845 128 956 239 067 340.

La somme des n premiers heptagonaux est un pyramidal heptagonal de rang n.

La différence de deux heptagonaux successifs est un gnomonique heptagonal.

Tout heptagonal est la différence de deux pyramidaux heptagonaux successifs.

Tout entier est heptagonal ou est la somme d’au moins deux et d’au plus sept heptagonaux. (Fermat)

Quarante fois un heptagonal de rang n plus 9 est un carré de rang (10n - 3).

L’ensemble des heptagonaux forme une suite arithmétique de degré 2.

Selon Ozanam (1640-1717), si on multiplie un heptagonal par 40 et qu’on ajoute 9 au produit, la somme est un carré. La racine carrée appartient à la suite : 7, 17, 27, 37, etc.

Dans un carré magique d’ordre 3, la somme des heptagonaux des éléments de la première ligne et celle de la troisième ligne sont identiques ; de même, la somme des heptagonaux des éléments de la première colonne et celle de la troisième colonne sont identiques.

13

2

9

4

8

12

7

14

3

Soit H(n) un heptagonal de rang n, H(13) + H(2) + H(9) = H(7) + H(14) + H(3) = 599 ; de même, H(13) + H(4) + H(7) = H(9) + H(12) + H(3) = 549. De ces égalités, on peut déduire, par exemple, que H(2) + H(9) - [H(4) + H(7)] = 50. Pour écrire un heptagonal, on peut adopter un exposant qui pourrait être h (hepta) et la base serait le rang de l’heptagonal. Par exemple, 13h serait égal à 403. Par rapport aux égalités précédentes, on peut écrire entre autres : 13h + 2h + 9h = 7h + 14h + 3h

Certains heptagonaux sont heptamorphes. Les heptagonaux sont des nombres figurés.

© Charles-É. Jean

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