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Dictionnaire de mathématiques récréatives

Hexagonal
° Nombre centré hexagonal. – Nombre figuré qui peut être représenté par un ensemble de points disposés de façon régulière sur des hexagones. Les nombres centrés hexagonaux de dimension inférieure ou égale à 5 sont définis ci-après.

n Nombre centré hexagonal D1
Nombre centré linéaire ou de dimension 1 dont les points sont disposés sur les côtés d’un hexagone régulier. Tout nombre de rang n de cette classe, sauf 1, est un multiple de 6. Les dix plus petits nombres de cette classe sont : 1, 6, 12, 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54. Le terme général, en excluant 1, est 6(n - 1). Les quatre plus petits centrés hexagonaux D1 peuvent être représentés ainsi :

Pour trouver le rang d’un centré hexagonal D1, on divise le nombre par 6 et on additionne 1 au quotient. Pour trouver son successeur, on lui additionne 6. Par exemple, 42 est au rang 8 car 42 ÷ 6 = 7. Son successeur est 48. 

Voici cinq propriétés concernant cette classe de nombres :

Si on excepte le 1, la période des unités des nombres successifs correspond à un nombre de cinq chiffres tous différents et pairs : 62 840.

La somme des n plus petits centrés D1 hexagonaux est un centré hexagonal D2 de rang n.

La somme de deux centrés D1 hexagonaux successifs, en excluant 1, est égale à 12 fois le rang du plus petit moins 6.

Tout centré hexagonal D1 est la différence de deux centrés hexagonaux D2 successifs.

Les nombres centrés D1 hexagonaux forment une suite arithmétique de degré 1.

n Nombre centré hexagonal D2
Nombre centré plan ou de dimension 2 dont les points sont disposés sur les côtés parallèles d’hexagones réguliers, ayant en plus un point au centre. Tout centré de rang n de cette classe est la somme des n plus petits centrés hexagonaux D1. Le terme général est (3n2 - 3n + 1). Les quatre plus petits centrés hexagonaux D2 peuvent être représentés ainsi :

L’agencement d’hexagones réguliers permet d’illustrer cette classe de nombres. En passant d’un rang à un autre, on ajoute une couronne.

Les 39 plus petits centrés hexagonaux D2 sont :

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

1

7

19

37

61

91

127

169

217

1

271

331

397

469

547

631

721

817

919

1027

2

1141

1261

1387

1519

1657

1801

1951

2107

2269

2437

3

2611

2791

2977

3169

3367

3571

3781

3997

4219

4447

Un nombre est de cette classe si, lui ayant soustrait 1 et ayant divisé le résultat par 6, le quotient est un triangulaire. Le rang du centré hexagonal D2 est supérieur de 1 à celui du triangulaire. Pour trouver son successeur, on lui additionne six fois son rang. Par exemple, 217 est un centré hexagonal D2 car (217 - 1)/6 = 36 qui est le triangulaire de rang 8. Aussi, 217 est au rang 9. Son successeur est 217 + (6 × 9) = 271. 

Voici six propriétés concernant cette classe de nombres :

La période des unités des nombres successifs correspond à un palindrome de cinq chiffres : 17 971.

Les unités sont 1, 7 et 9.

La somme des n plus petits centrés hexagonaux D2 est un centré hexagonal D3 de rang n.

La différence de deux centrés hexagonaux D2 successifs est le sextuple du rang le plus petit.

Tout centré hexagonal D2 est la différence de deux cubes successifs.

Les nombres centrés hexagonaux D2 forment une suite arithmétique de degré 2.

La suite des centrés hexagonaux D2 est la même que celle des gnomoniques cubiques et celle des centrés étoilés triangulaires.

n Nombre centré hexagonal D3
Nombre centré solide ou de dimension 3 dont les points sont disposés sur un solide associé à un hexagone régulier. Tout nombre de rang n de cette classe est la somme des n plus petits centrés hexagonaux D2. Le terme général est n(n2 + 1)/2. La suite des centrés hexagonaux D3 est la même que celle des cubiques.

n Nombre centré hexagonal D4
Nombre centré hypersolide ou solide de dimension 4 dont les points sont disposés sur un hypersolide associé à un hexagone régulier. Tout nombre de rang n de cette classe est la somme des n plus petits centrés hexagonaux D3. Le terme général est n2(n + 1)2/4. La suite des centrés hexagonaux D4 est la même que celle des hypercubiques.

n Nombre centré hexagonal D5
Nombre centré solide D5 ou de dimension 5 dont les points sont disposés sur un solide de dimension 5 associé à un hexagone régulier. Tout nombre de rang n de cette classe est la somme des n plus petits centrés hexagonaux D4. Le terme général est n(n + 1)(n + 2)(3n2 + 6n + 1)/60. Les 10 plus petits centrés hexagonaux D5 sont : 1, 10, 46, 146, 371, 812, 1596, 2892, 4917, 7942 et 7942. Les différences successives des suites à partir de la suite des centrés hexagonaux D5 sont :

La suite des centrés hexagonaux D5 est la même que celle des cubiques D5.

© Charles-É. Jean

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