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Dictionnaire de mathématiques récréatives

Heptagonal

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

n Nombre centré heptagonal D1
Nombre centré linéaire ou de dimension 1 dont les points sont disposés sur les côtés d’un heptagone régulier. Tout nombre de rang n de cette classe, sauf 1, est un multiple de 7. Les dix plus petits nombres de cette classe sont : 1, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56 et 63. Le terme général de rang n, en excluant 1, est 7(n - 1). Pour trouver le rang d’un centré heptagonal D1, on divise le nombre par 7 et on additionne 1 au quotient. Pour trouver son successeur, on lui additionne 7. Par exemple, 63 est de rang 10 car 63 ÷ 7 = 9. Son successeur est 70. 

Voici quelques propriétés concernant cette classe de nombres :

Si on excepte 1, la période des unités des nombres successifs correspond à un nombre de 10 chiffres tous différents : 7 418 529 630.

La somme des n plus petits centrés heptagonaux D1 est un centré heptagonal D2 de rang n.

La somme de deux centrés heptagonaux D1 successifs, en excluant 1, est égale à 14 fois le rang du plus petit moins 7.

Tout centré heptagonal D1 est la différence de deux centrés heptagonaux D2 successifs.

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

n Nombre centré heptagonal D2

Nombre centré plan ou de dimension 2 dont les points sont disposés sur les côtés parallèles d’heptagones réguliers, ayant en plus un point au centre. Tout nombre de rang n de cette classe est la somme des n plus petits centrés heptagonaux D1. Le terme général est (7n2 - 7n + 2)/2. Les 39 plus petits centrés heptagonaux D2 sont :

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

1

8

22

43

71

106

148

197

253

1

316

386

463

547

638

736

841

953

1072

1198

2

1331

1471

1618

1772

1933

2101

2276

2458

2647

2843

3

3046

3256

3473

3697

3928

4166

4411

4663

4922

5188

Un nombre est de cette classe si, lui ayant soustrait 1 et ayant divisé le résultat par 7, le quotient est un triangulaire. Le rang du centré heptagonal D2 est supérieur de 1 à celui du triangulaire. Pour trouver son successeur, on lui additionne sept fois son rang. Par exemple, 197 est un centré heptagonal D2 car (197 - 1)/7 = 28 qui est le triangulaire de rang 7. Aussi, 197 est au rang 8. Son successeur est 197 + (8 × 7) = 253. 

Voici six propriétés concernant cette classe de nombres :

La période des unités des nombres successifs correspond à un palindrome de 20 chiffres : 18 231 687 366 378 613 281.

Les unités sont 1, 2, 3, 6, 7 et 8.

La somme des n plus petits centrés heptagonaux D2 est un centré heptagonal D3 de rang n.

La différence de deux centrés heptagonaux D2 successifs est sept fois le rang du plus petit.

Tout centré heptagonal D2 est la différence de deux centrés heptagonaux D3 successifs.

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

n Nombre centré heptagonal D3
Nombre centré solide ou de dimension 3 dont les points sont disposés sur un solide associé à un heptagone régulier. Tout nombre de rang n de cette classe est la somme des n plus petits centrés heptagonaux D2. Le terme général est n(7n2 - 1)/6. Les 29 plus petits centrés heptagonaux D3 sont :

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

1

9

31

74

145

251

399

596

849

1

1165

1551

2014

2561

3199

3935

4776

5729

6801

7999

2

9330

10 801

12 419

14 191

16 124

18 225

20 501

22 959

25 606

28 449

 

Un nombre est de cette classe si on peut décomposer son sextuple en deux facteurs : un entier et sept fois le même entier élevé au carré moins 1. Son rang est le plus petit facteur. Pour trouver son successeur, on lui additionne le centré heptagonal D2 de rang suivant. Par exemple, 145 est un centré heptagonal D3 car 145 × 6 = 5 × (7 × 52 - 1). Il est au rang 5. Son successeur est 145 + 106 = 251. 

Voici six propriétés concernant cette classe de nombres :

La période des unités des nombres successifs correspond à un nombre de 20 chiffres : 19 145 196 951 419 569 190.

Les chiffres des unités sont 0, 1, 4, 5, 6 et 9.

La somme des n plus petits centrés heptagonaux D3 est un centré heptagonal D4 de rang n.

La différence de deux centrés heptagonaux D3 successifs est un centré heptagonal D2.

Tout centré heptagonal D3 est la différence de deux centrés heptagonaux D4 successifs.

Les nombres centrés heptagonaux D3 forment une suite arithmétique de degré 3.

n Nombre centré heptagonal D4
Nombre centré  hypersolide ou solide de dimension 4 dont les points sont disposés sur un hypersolide associé à un heptagone régulier. Tout nombre de rang n de cette classe est la somme des n plus petits centrés heptagonaux D3. Le terme général est n(n + 1)(7n2 + 7n - 2)/24. Les 29 plus petits centrés heptagonaux D4 sont :

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

 

1

10

41

115

260

511

910

1506

2355

1

3520

5071

7085

9646

12 845

16 780

21 556

27 285

34 086

42 085

2

51 415

62 216

74 635

88 826

104 950

123 175

143 676

166 635

192 241

220 690

Un nombre est de cette classe si, multiplié par 24, on peut le décomposer en trois facteurs : un entier, le suivant et sept fois le produit de ces deux entiers moins 2. Son rang est le plus petit entier. Pour trouver son successeur, on lui additionne le centré heptagonal D3 de rang suivant. Par exemple, 3520 est un centré heptagonal D4 car 3520 × 24 = 10 × 11 × (7 × 10 × 11 - 2). Il est au rang 10. Son successeur est 3520 + 1551 = 5071. 

Voici cinq propriétés concernant cette classe de nombres :

Les chiffres des unités sont 0, 1, 5 et 6.

La somme des n plus petits centrés heptagonaux D4 est un centré heptagonal D5 de rang n.

La différence de deux centrés heptagonaux D4 successifs est un centré heptagonal D3.

Tout centré heptagonal D4 est la différence de deux centrés heptagonaux D5 successifs.

Les nombres centrés heptagonaux D4 forment une suite arithmétique de degré 4.

n Nombre centré heptagonal D5

Nombre centré solide D5 ou de dimension 5 dont les points sont disposés sur un solide de dimension 5 associé à un heptagone régulier. Tout nombre de rang n de cette classe est la somme des n plus petits centrés heptagonaux D4. Le terme général est n(n + 1)(n + 2)(7n2 + 14n - 1)/120. Les 10 plus petits centrés heptagonaux D5 sont : 1, 11, 52, 167, 427, 938, 1848, 3354, 5709 et 9229. Les différences successives des suites à partir de la suite des centrés heptagonaux D5 sont :

 

© Charles-É. Jean

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