viernes, 17 de diciembre de 2021

Frontera entre dos sumas equivalentes (2)

En la entrada anterior buscábamos números que separaran sumas equivalentes de cuadrados consecutivos. Ideamos tres algoritmos y comprobamos su equivalencia. En esta segunda entrada aplicaremos las ideas a otros tipos de números.

Sumas de triangulares

El número 17 cumple la propiedad que estamos estudiando si la aplicamos a números triangulares. En efecto, estas dos sumas de triangulares consecutivos son equivalentes, y sus órdenes están separados por el número 17:

T(14)+T(15)+T(16)=14*15/2+15*16/2+16*17/2=361

T(18)+T(19) =18*19/2+19*20/2=361

Podemos intentar buscar qué otros números naturales cumplen esta misma propiedad. En el primer y tercer algoritmo presentados en la entrada anterior, bastará sustituir las expresiones tipo j^2 por las de los triangulares j*(j+1)/2. Los dos algoritmos 1 y 3 coinciden en las soluciones:

 


Con la función SUMAFUN de uso propio podemos comprobar las soluciones para 122, que son 29 y 153:

sumafun(29;121;"X*(X+1)/2")=298561

sumafun(123;153;"X*(X+1)/2")=298561

Estos resultados coinciden con los correspondientes a la suma de oblongos, porque son sus dobles.


Sumas de números primos

En el caso de los números primos, es preferible exigir que el número frontera sea primo, pues, en caso contrario, aparecerían varios números consecutivos para una misma suma. Es cuestión de economía de resultados.

Adaptando convenientemente las funciones tipo “frontera” de hoja de cálculo llegaríamos a este listado:

Primo Valores de a y b

23      11 31

47      17 67

101   67 127

193   53 271

197   37 281

211   163 251

251   131 337

269   163 349

307   11 439

379   139 521

389   83 563

449   29 647

509   283 661

571   199 787

653   569 743

733   397 971

739   229 1033

743   643 829

769   131 1097

859   241 1217

883   11 1289    

Por ejemplo, el número 101 es primo y separa dos sumas iguales de consecutivos, que llegan hasta 67 por la parte inferior y a 127 por la superior. Lo hemos comprobado con esta tabla de Excel:

Suma de cubos

Sólo hemos encontrado (sin buscar demasiado, porque el proceso es lento) el ejemplo de 29, en el que la suma de cubos desde 4 hasta 28 coincide con la de los comprendidos entre 30 y 34. Lo puedes comprobar en esta tabla:


 

Con otros tipos de números

Si los sumandos los tomamos del tipo n2+1, sí existen soluciones:

Comprobamos, por ejemplo, el primero: las sumas desde 168 hasta 472 y desde 474 hasta 591, formadas por sumandos del tipo n2+1, han de ser iguales. Lo comprobamos con nuestra función SUMAFUN:

SUMAFUN(168;472;"X^2+1")=33596665

SUMAFUN(474;591;"X^2+1")=33596665

 

Sumas de valores de polinomios

Con estas técnicas podríamos extender el estudio a, por ejemplo, cualquier polinomio. En esta tabla están las fronteras para n2-1:

N       Valores de a y b

115   65 140

290   71 364

315   174 385

4651 4131 5075

 

Números poligonales y piramidales

Como los números poligonales y piramidales son polinomios, valdría para ellos todo lo explicado anteriormente. Por ejemplo, los hexagonales siguen el polinomio H(n)=n(2n-1), por lo que se puede intentar buscar fronteras para ellos y sus sumas equivalentes.

Lo hemos intentado con las técnicas de frontera2, obteniendo estas soluciones:

N                 Valores de a y b

37               8 46

154             85 188

239             54 300

399             134 499

1288           574 1598

1779           469 2234

2099           59 2644

Comprobamos el último:

SUMAFUN(59;2098;"X*(2*X-1)")=6158445500

SUMAFUN(2100;2644;"X*(2*X-1)")=6158445500

 

Sumas de tetraedros

Y para finalizar, 44 es frontera para números tetraédricos, o piramidales triangulares, pues

SUMAFUN(10;43;"X*(X+1)*(X+2)/6")=162690

SUMAFUN(45;52;"X*(X+1)*(X+2)/6")=162690

La fórmula de los tetraedros la tienes en

https://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_tetra%C3%A9drico

También puedes consultar nuestra publicación

http://www.hojamat.es/publicaciones/piramidal.pdf


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