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Cuadrado perfecto

Un número cuadrado perfecto en matemáticas, o un número cuadrado, es un número entero que es el cuadrado de algún otro; dicho de otro modo, es un número cuya raíz cuadrada es un número natural.

Un número es un cuadrado perfecto si se puede ordenar en una figura cuadrada. Por ejemplo, 9 es un número cuadrado perfecto ya que puede ser escrito como 3 × 3, y se puede ordenar del siguiente modo:

32 = 9

Un número entero positivo que no tiene divisores cuadrados (excepto el 1) se denomina número libre de cuadrados.

Elevar 5 al cuadrado nos proporciona el área de un cuadrado de lado 5.

En álgebra, el cuadrado de un número n se expresa como , y equivale a n × n. La operación algebraica de elevar al cuadrado un número n nos proporciona el área de un cuadrado geométrico cuyo lado mide n. Por esta razón, tal operación se conoce como elevar al cuadrado.[1]

Un número natural n elevado al cuadrado se puede linealizar por medio de la siguiente expresión:

Así, por ejemplo:

Con el mismo resultado que la multiplicación:

Propiedades

La fórmula general para el n-ésimo número cuadrado es n2. Esta expresión es igual a la suma de los n primeros números impares, demostrable por inducción matemática, registrada en la siguiente fórmula:

 
 

Un cuadrado par se puede expresar como la suma de dos impares consecutivos. Pues si cumple la condición cabe   y se plantea la ecuación:

 

Un número primo de la forma   se puede expresar como la suma de dos cuadrados:

 
 

Los babilonios usaban tablas de cuadrados para la multiplicación[2]​ aplicando la fórmula:

 
 

El teorema de los cuatro cuadrados de Lagrange establece que cualquier número entero positivo puede ser escrito como la suma de cuatro cuadrados perfectos. Tres cuadrados no son suficientes para ser representados como números de la forma 4k(8m + 7). Un número positivo puede ser representado como una suma de dos cuadrados precisamente si la factorización en números primos no contiene potencias impares de la forma 4k + 3. Esta es una generalización del problema de Waring.

Según el último dígito del número n cuyo cuadrado se quiere calcular se puede comprobar que dicho cuadrado tendrá las siguientes propiedades:

  1. Si el último dígito es 0, su cuadrado acaba en 00 y los dígitos precedentes forman un cuadrado.
  2. Si el último dígito es 1 o 9, su cuadrado termina en 1 y los dígitos precedentes forman un múltiplo de 4.
  3. Si el último dígito es 2 u 8, su cuadrado termina en 4 y los dígitos precedentes forman un número par.
  4. Si el último dígito es 3 o 7, su cuadrado termina en 9 y los dígitos precedentes forman un múltiplo de 4.
  5. Si el último dígito es 4 o 6, su cuadrado termina en 6 y los dígitos precedentes forman un número impar.
  6. Si el último dígito es 5, su cuadrado termina en 25 y los dígitos precedentes forman un número par.
  7. Por tanto, ningún cuadrado perfecto entero acaba en 2, 3, 7 ni 8.
Demostración
Algunas consideraciones iniciales a tener en cuenta son que:
  • Cualquier número entero puede reescribirse separando las unidades del resto de cifras de la siguiente forma:
 
 
  • Cualquier número par puede representarse como el producto de 2 por otro número entero (dado que cuenta con al menos un 2 en su descomposición factorial, siempre se puede sacar como factor común):
 
 
  • Cualquier número impar puede representarse como el consecutivo de un número par (al restarle una unidad, quedará un número par, que al tener al menos un 2 en su descomposición factorial, podrá a su vez sacarse como factor común):
 
 
  • El producto de cualquier número entero por un número par será par (al contar con al menos con un 2 en su descomposición factorial aportado por el factor par):
 
 
  • El producto de dos números impares será impar (al no contar con ningún 2 en su descomposición factorial):
 
 
  • La suma de un número par no cambia la paridad del número entero original:
 
 ç
 
  • La suma de un número impar sí cambia la paridad del número entero original:
 
 
 

Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, se puede proceder a demostrar las propiedades enumeradas más arriba:

  • Dado un entero acabado en 0 ( ), su cuadrado acaba en 00 y los dígitos precedentes forman un cuadrado:
 
 
  • Dado un entero acabado en 1 o 9 ( ), su cuadrado termina en 1 y los dígitos precedentes forman un múltiplo de 4:
 
Si   fuese par,  , quedando demostrado que es múltiplo de 4. Si   es par, entonces   será impar, y viceversa. Por lo que el resultado siempre será un número par por tratarse de un producto por un número par.
 
 
De modo similar al caso anterior, si   fuera par,  , quedando demostrado que es múltiplo de 4. Si   es par, entonces tanto   como   serían pares por tratarse de productos con un número par, y   sería la suma de tres número pares, por lo tanto su resultado sería par. Si   es impar, tanto   como   serían impares por tratarse de productos entre número impares, por lo que   sería la suma de dos números impares, lo que sería un número par, al que se sumaría 4, otro número par que no cambiaría la paridad par de la suma total. De modo que el resultado en ambas situaciones se obtendría el número par que confirma que se trata de un múltiplo de 4.
 
  • Dado un entero acabado en 2 u 8 ( ), su cuadrado termina en 4 y los dígitos precedentes forman un número par:
 
 
 
 
  • Dado un entero acabado en 3 o 7 ( ), su cuadrado termina en 9 y los dígitos precedentes forman un múltiplo de 4:
 
De forma similar a las vistas anteriormente, si   fuese par,  , quedando demostrado que es múltiplo de 4. Si   es par, entonces   será la suma de dos números pares, que da un número par. Si   es un número impar,   será la suma de dos números impares, que da un número par. Por lo que el resultado final siempre será un múltiplo de 4.
 
 
Igualmente, si   fuese par,  , quedando demostrado que es múltiplo de 4. Si   es par, entonces   será la suma de tres números pares, que da un número par. Si   es un número impar,   será la suma de dos números impares, que da un número par, y a este se sumaría otro número par que no cambiaría la paridad del resultado. Por lo que nuevamente se comprueba que al final se obtendrá un múltiplo de 4.
 
  • Dado un entero acabado en 4 o 6 ( ), su cuadrado termina en 6 y los dígitos precedentes forman un número impar:
 
 
 
 
  • Dado un entero acabado en 5 ( ), su cuadrado termina en 25 y los dígitos precedentes forman un número par:
 
Al tratarse el factor   del producto de un número y su consecutivo, siempre se tratará del producto de un número par por un número impar, cuyo resultado es otro número par.
 

Ejemplos

12 = 1  
22 = 4  
32 = 9  
42 = 16  
52 = 25  

La cantidad de factores (divisores) de un número cuadrado perfecto es siempre impar. O dicho de otro modo, se cumple que para todo número natural que no es cuadrado perfecto, la cantidad de sus factores es un número par.

Todo número natural se puede descomponer en factores primos y sus correspondientes exponentes:   ,

donde N es un número natural,   son números primos y a,b,c... sus correspondientes exponentes. Dado que todos los posibles divisores de N son una combinación de este producto desde a=0,1,2,..a, b=0,1,2,...b y c=0,1,2,...c, la cantidad de divisores de N es:

n = (a+1).(b+1).(c+1)... donde n es la cantidad de factores o divisores de cualquier número natural.

Puesto que en un número cuadrado perfecto los exponentes a, b, c, ... son números pares, todos los factores de n serán impares y por tanto el producto también es un número impar. Esto puede comprobarse revisando el Anexo:Tabla de divisores

Los primeros 50 cuadrados perfectos son:

02 = 0 ((sucesión A000290 en OEIS))
12 = 1
22 = 4
32 = 9
42 = 16
52 = 25
62 = 36
72 = 49
82 = 64
92 = 81
102 = 100
112 = 121
122 = 144
132 = 169
142 = 196
152 = 225
162 = 256
172 = 289
182 = 324
192 = 361
202 = 400
212 = 441
222 = 484
232 = 529
242 = 576
252 = 625
262 = 676
272 = 729
282 = 784
292 = 841
302 = 900
312 = 961
322 = 1024
332 = 1089
342 = 1156
352 = 1225
362 = 1296
372 = 1369
382 = 1444
392 = 1521
402 = 1600
412 = 1681
422 = 1764
432 = 1849
442 = 1936
452 = 2025
462 = 2116
472 = 2209
482 = 2304
492 = 2401
502 = 2500

Cuadrados siguientes y anteriores a otro

Puede calcularse un cuadrado a partir del anterior o del anterior cuadrado par/impar respecto de uno dado.

  • La distancia entre un cuadrado y el siguiente, resulta de sumar al cuadrado primero, 2 veces el lado del siguiente y restarle 1: Si para 42 = 16, para 52 = 42 + (2 * 5) - 1 = 16 + 10 - 1 = 25.

Ejemplos:

cuadrado 0, calcular cuadrado 1: 00 + (2 * 1) - 1) = 00 + 02 -1 = 00 + 01 = 01
cuadrado 1, calcular cuadrado 2: 01 + (2 * 2) - 1) = 01 + 04 -1 = 01 + 03 = 04
cuadrado 2, calcular cuadrado 3: 04 + (2 * 3) - 1) = 04 + 06 -1 = 04 + 05 = 09
cuadrado 3, calcular cuadrado 4: 09 + (2 * 4) - 1) = 09 + 08 -1 = 09 + 07 = 16
cuadrado 4, calcular cuadrado 5: 16 + (2 * 5) - 1) = 16 + 10 -1 = 16 + 09 = 25
cuadrado 5, calcular cuadrado 6: 25 + (2 * 6) - 1) = 25 + 12 -1 = 25 + 11 = 36
cuadrado 6, calcular cuadrado 7: 36 + (2 * 7) - 1) = 36 + 14 -1 = 36 + 13 = 49

Otra manera de calcular la distancia es teniendo en cuenta la siguiente propiedad: La diferencia entre cada número cuadrado y el consecutivo(si se comienza con el 0) son todos los números impares, en orden ascendente:

0 + 1 = 1

1 + 3 = 4

4 + 5 = 9

9 + 7 = 16


  • La distancia entre un cuadrado y 2 más adelante, resulta de sumar al cuadrado primero, 4 veces el (lado deseado -1): Si para 42 = 16, para 62 = 42 + (4 * (6-1)) = 16 + 20 = 36

Ejemplos:

cuadrado 0, calcular cuadrado 2: 00 + (4 * (2 - 1) = 00 + 04 = 04
cuadrado 2, calcular cuadrado 4: 04 + (4 * (4 - 1) = 04 + 12 = 16
cuadrado 4, calcular cuadrado 6: 16 + (4 * (6 - 1) = 16 + 20 = 36
cuadrado 6, calcular cuadrado 8: 36 + (4 * (8 - 1) = 36 + 28 = 64

cuadrado 1, calcular cuadrado 3: 01 + (4 * (3 - 1) = 01 + 08 = 09
cuadrado 3, calcular cuadrado 5: 09 + (4 * (5 - 1) = 09 + 16 = 25
cuadrado 5, calcular cuadrado 7: 25 + (4 * (7 - 1) = 25 + 24 = 49

Ambos casos resultan de interés con números muy grandes, para hallar en bucles el siguiente cuadrado o el siguiente cuadrado de lado par/impar, especialmente en computación donde las sumas son mucho menos costosas que las multiplicaciones y las multiplicaciones por potencias de 2 pueden ser realizadas con instrucciones de desplazamiento de bits. A su vez las multiplicaciones ('2 * x' o por '4 * x' según el caso), dentro de un bucle puede mantenerse como una suma si se guarda el valor previo de suma. Fíjese como en ambos casos a la derecha del todo, el siguiente cuadrado, para ambos casos se resuelven con sumas.

La operación a la inversa es fácilmente deducible, es decir hallar el cuadrado anterior a otro dado.

  • La distancia entre un cuadrado y el anterior, resulta de restar al cuadrado primero, 2 veces el lado actual y sumarle 1: Si para 62 = 36, para 52 = 62 - (2 * 6) + 1 = 36 - 12 + 1 = 25
  • La distancia entre un cuadrado y 2 más atrás, resulta de restar al cuadrado, 4 veces el (lado actual -1): Si para 62 = 36, para 42 = 62 - (4 * (6-1)) = 36 - 20 = 16

Cuadrados como sumas

El n-ésimo número cuadrado puede ser calculado del resultado obtenido en las dos anteriores posiciones y al que se le añade el (n − 1)-ésimo cuadrado de sí mismo, sustrayendo el (n − 2)-enésimo cuadrado, y añadiendo 2 ( ). Por ejemplo, 2×52 − 42 + 2 = 2×25 − 16 + 2 = 50 − 16 + 2 = 36 = 62.

Es a menudo útil notar que el cuadrado de cualquier número puede ser representado como la suma 1 + 1 + 2 + 2 +... + n − 1 + n − 1 + n. Por ejemplo, el cuadrado de 4 o 42 es igual a 1 + 1 + 2 + 2 + 3 + 3 + 4 = 16. Este es el resultado de añadir una columna y columna de grosor uno al grafo cuadrado de lado tres (como en un tablero de tres en raya). Se puede añadir también tres lados y cuatro a la parte superior para obtener un cuadrado. Esto puede ser también útil para encontrar el cuadrado de un número grande de forma inmediata. Por ejemplo, el cuadrado de 52 = 502 + 50 + 51 + 51 + 52 = 2500 + 204 = 2704. Es más fácil así:1572=1502 + 7 sumandos que buscamos a continuación: 150+151= 301. Es el primer sumando y los demás son más fácil de encontrar,303, 305,307, 309, 311, 313. Conclusión 22500+ 301+ 303 + 305 +307 + 309 + 311 + 313 = 24649

Un número cuadrado puede ser considerado también como la suma de dos números triangulares consecutivos. La suma de dos números cuadrados consecutivos es un número cuadrado centrado. Cada cuadrado impar es además un número octogonal centrado.

Números cuadrados pares e impares

El cuadrado de un número par siempre es par (de hecho es divisible por 4), ya que (2n)2 = 4n2.

El cuadrado de un número impar siempre es impar, ya que (2n + 1)2 = 4(n2 + n) + 1.

De esto se sigue que la raíz cuadrada de un cuadrado perfecto par siempre es par, y la raíz cuadrada de un cuadrado perfecto impar siempre es impar. Este hecho se emplea mucho en las demostraciones (véase raíz cuadrada de 2).

Suma de los primeros n cuadrados

Para los primeros cinco cuadrados perfectos

 

Generalizando para los primeros n cuadrados perfectos resulta la suma

 

[3]

Construcción de cuadrados perfectos

  • El producto de dos pares consecutivos aumentado en 1 es cuadrado perfecto
 

.

Ejemplo: 52·54 + 1 = 2809, cuadrado de 53.[4]

  • El producto de dos impares consecutivos más 1 es un cuadrado perfecto.
 

Por ejemplo, 95·97 + 1 = 9216. En los dos casos hallamos el cuadrado de la media aritmética de los factores.

  • El producto de cuatro enteros consecutivos aumentado en 1 es un cuadrado perfecto.
     

[5]​ Por ejemplo 13·14·15·16 + 1 = 43681, cuadrado de 209.

  • El producto de un múltiplo de un número por el múltiplo transconsecutivo del mismo más el cuadrado del generador es cuadrado perfecto.
 

Por ejemplo, 7, 14, 21, 28, 35 son múltiplos de 7. Luego 21·35 + 49 = 784, cuadrado de 28.[6]

Véase también

Referencias

  1. Agustín Anfossi, M. A. Flores Meyer (2006). «Lenguaje algebraico». Álgebra. Cuauhtémoc, México. p. 20. ISBN 968-436-213-7. 
  2. Hofmann. Historia de la Matemática. ISBN 968-18-6286-4
  3. Jimmy García et al. Resumen teórico Matemáticas Ciencias ( 1914) Lima Fondo Editorial Rodó
  4. Se comprueba multiplicando sus formas típicas y al producto se suma 1
  5. Róbinson Castro: Álgebra moderna e introducción a geometría algebraica (2013)
  6. Castro: Ibídem

Bibliografía

Enlaces externos

  • Alpertron.com.ar Un applet JAVA que descompone un número natural en la suma de cuatro cuadrados.
  •   Datos: Q50705
  •   Multimedia: Square numbers

cuadrado, perfecto, número, cuadrado, perfecto, matemáticas, número, cuadrado, número, entero, cuadrado, algún, otro, dicho, otro, modo, número, cuya, raíz, cuadrada, número, natural, número, cuadrado, perfecto, puede, ordenar, figura, cuadrada, ejemplo, númer. Un numero cuadrado perfecto en matematicas o un numero cuadrado es un numero entero que es el cuadrado de algun otro dicho de otro modo es un numero cuya raiz cuadrada es un numero natural Un numero es un cuadrado perfecto si se puede ordenar en una figura cuadrada Por ejemplo 9 es un numero cuadrado perfecto ya que puede ser escrito como 3 3 y se puede ordenar del siguiente modo 32 9Un numero entero positivo que no tiene divisores cuadrados excepto el 1 se denomina numero libre de cuadrados Elevar 5 al cuadrado nos proporciona el area de un cuadrado de lado 5 En algebra el cuadrado de un numero n se expresa como n y equivale a n n La operacion algebraica de elevar al cuadrado un numero n nos proporciona el area de un cuadrado geometrico cuyo lado mide n Por esta razon tal operacion se conoce como elevar al cuadrado 1 Un numero natural n elevado al cuadrado se puede linealizar por medio de la siguiente expresion n 2 i 1 n 2 i 1 displaystyle n 2 sum i 1 n 2i 1 Asi por ejemplo 3 2 i 1 3 2 i 1 1 3 5 9 displaystyle 3 2 sum i 1 3 2i 1 1 3 5 9 Con el mismo resultado que la multiplicacion 3 2 3 3 9 displaystyle 3 2 3 times 3 9 Indice 1 Propiedades 2 Ejemplos 3 Cuadrados siguientes y anteriores a otro 4 Cuadrados como sumas 5 Numeros cuadrados pares e impares 6 Suma de los primeros n cuadrados 7 Construccion de cuadrados perfectos 8 Vease tambien 9 Referencias 10 Bibliografia 11 Enlaces externosPropiedades EditarLa formula general para el n esimo numero cuadrado es n2 Esta expresion es igual a la suma de los n primeros numeros impares demostrable por induccion matematica registrada en la siguiente formula n 2 k 1 n 2 k 1 displaystyle n 2 sum k 1 n 2k 1 e g 5 2 k 1 5 2 k 1 1 3 5 7 9 25 displaystyle e g 5 2 sum k 1 5 2k 1 1 3 5 7 9 25 dd dd Un cuadrado par se puede expresar como la suma de dos impares consecutivos Pues si cumple la condicion cabe P 4 n 2 displaystyle P 4n 2 y se plantea la ecuacion P 2 n 2 1 2 n 2 1 displaystyle P 2n 2 1 2n 2 1 dd Un numero primo de la forma 4 k 1 displaystyle 4k 1 se puede expresar como la suma de dos cuadrados 4 k 1 m 2 n 2 displaystyle 4k 1 m 2 n 2 e g k 4 17 1 16 1 2 4 2 k 9 37 1 2 6 2 1 36 displaystyle e g k 4 rightarrow 17 1 16 1 2 4 2 quad k 9 rightarrow 37 1 2 6 2 1 36 dd dd Los babilonios usaban tablas de cuadrados para la multiplicacion 2 aplicando la formula a b 1 4 a b 2 a b 2 displaystyle ab frac 1 4 a b 2 a b 2 e g 5 2 1 4 5 2 2 5 2 2 49 9 4 40 4 10 displaystyle e g 5 times 2 frac 1 4 5 2 2 5 2 2 frac 49 9 4 frac 40 4 10 dd dd El teorema de los cuatro cuadrados de Lagrange establece que cualquier numero entero positivo puede ser escrito como la suma de cuatro cuadrados perfectos Tres cuadrados no son suficientes para ser representados como numeros de la forma 4k 8m 7 Un numero positivo puede ser representado como una suma de dos cuadrados precisamente si la factorizacion en numeros primos no contiene potencias impares de la forma 4k 3 Esta es una generalizacion del problema de Waring Segun el ultimo digito del numero n cuyo cuadrado se quiere calcular se puede comprobar que dicho cuadrado tendra las siguientes propiedades Si el ultimo digito es 0 su cuadrado acaba en 00 y los digitos precedentes forman un cuadrado Si el ultimo digito es 1 o 9 su cuadrado termina en 1 y los digitos precedentes forman un multiplo de 4 Si el ultimo digito es 2 u 8 su cuadrado termina en 4 y los digitos precedentes forman un numero par Si el ultimo digito es 3 o 7 su cuadrado termina en 9 y los digitos precedentes forman un multiplo de 4 Si el ultimo digito es 4 o 6 su cuadrado termina en 6 y los digitos precedentes forman un numero impar Si el ultimo digito es 5 su cuadrado termina en 25 y los digitos precedentes forman un numero par Por tanto ningun cuadrado perfecto entero acaba en 2 3 7 ni 8 DemostracionAlgunas consideraciones iniciales a tener en cuenta son que Cualquier numero entero puede reescribirse separando las unidades del resto de cifras de la siguiente forma n 10 a b c o n a b Z displaystyle n 10a b con a b in mathbb Z e g n 4132 413 10 2 displaystyle e g n 4132 413 times 10 2 dd dd Cualquier numero par puede representarse como el producto de 2 por otro numero entero dado que cuenta con al menos un 2 en su descomposicion factorial siempre se puede sacar como factor comun p 2 k c o n k Z displaystyle p 2k con k in mathbb Z e g p 36 2 18 displaystyle e g p 36 2 times 18 dd dd Cualquier numero impar puede representarse como el consecutivo de un numero par al restarle una unidad quedara un numero par que al tener al menos un 2 en su descomposicion factorial podra a su vez sacarse como factor comun q 2 k 1 c o n k Z displaystyle q 2k 1 con k in mathbb Z e g q 37 2 18 1 displaystyle e g q 37 2 times 18 1 dd dd El producto de cualquier numero entero por un numero par sera par al contar con al menos con un 2 en su descomposicion factorial aportado por el factor par p n 2 k n 2 k n c o n k Z displaystyle pn 2kn 2 kn con k in mathbb Z e g 16 33 528 34 16 544 displaystyle e g 16 times 33 528 quad 34 times 16 544 dd dd El producto de dos numeros impares sera impar al no contar con ningun 2 en su descomposicion factorial i 1 i 2 2 k 1 1 2 k 2 1 4 k 1 k 2 2 k 1 2 k 2 1 2 2 k 1 k 2 k 1 k 2 1 c o n k 1 k 2 Z displaystyle i 1 i 2 2k 1 1 2k 2 1 4k 1 k 2 2k 1 2k 2 1 2 2k 1 k 2 k 1 k 2 1 con k 1 k 2 in mathbb Z e g 57 13 741 displaystyle e g 57 times 13 741 dd dd La suma de un numero par no cambia la paridad del numero entero original n p p 2 k 1 2 k 2 2 k 1 k 2 c o n k 1 k 2 Z displaystyle n p p 2k 1 2k 2 2 k 1 k 2 con k 1 k 2 in mathbb Z n i p 2 k 1 1 2 k 2 2 k 1 k 2 1 c o n k 1 k 2 Z displaystyle n i p 2k 1 1 2k 2 2 k 1 k 2 1 con k 1 k 2 in mathbb Z ce g 12 304 316 623 52 675 displaystyle e g 12 304 316 quad 623 52 675 dd dd La suma de un numero impar si cambia la paridad del numero entero original n p i 2 k 1 2 k 2 1 2 k 1 k 2 1 c o n k 1 k 2 Z displaystyle n p i 2k 1 2k 2 1 2 k 1 k 2 1 con k 1 k 2 in mathbb Z n i i 2 k 1 1 2 k 2 1 2 k 1 k 2 1 c o n k 1 k 2 Z displaystyle n i i 2k 1 1 2k 2 1 2 k 1 k 2 1 con k 1 k 2 in mathbb Z e g 212 3 215 23 17 40 displaystyle e g 212 3 215 quad 23 17 40 dd dd Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto se puede proceder a demostrar las propiedades enumeradas mas arriba Dado un entero acabado en 0 n 10 a displaystyle n 10a su cuadrado acaba en 00 y los digitos precedentes forman un cuadrado n 2 10 a 2 100 a 2 displaystyle n 2 10a 2 100a 2 e g a 3 30 2 900 displaystyle e g a 3 rightarrow 30 2 900 dd dd Dado un entero acabado en 1 o 9 n 1 10 a 1 n 2 10 a 9 displaystyle n 1 10a 1 n 2 10a 9 su cuadrado termina en 1 y los digitos precedentes forman un multiplo de 4 n 1 2 10 a 1 2 100 a 2 20 a 1 10 10 a 2 2 a 1 10 2 a 5 a 1 1 displaystyle n 1 2 10a 1 2 100a 2 20a 1 10 10a 2 2a 1 10 2 a 5a 1 1 Si a 5 a 1 displaystyle a 5a 1 fuese par 2 a 5 a 1 2 2 k 4 k displaystyle 2 a 5a 1 2 2k 4k quedando demostrado que es multiplo de 4 Si a displaystyle a es par entonces 5 a 1 displaystyle 5a 1 sera impar y viceversa Por lo que el resultado siempre sera un numero par por tratarse de un producto por un numero par e g a 2 21 2 441 4 22 10 1 displaystyle e g a 2 rightarrow 21 2 441 4 times 22 times 10 1 dd n 2 2 10 a 9 2 100 a 2 180 a 81 10 10 a 2 18 a 8 1 10 2 5 a 2 9 a 4 1 10 2 a 5 a 9 4 1 displaystyle n 2 2 10a 9 2 100a 2 180a 81 10 10a 2 18a 8 1 10 2 5a 2 9a 4 1 10 2 a 5a 9 4 1 De modo similar al caso anterior si 5 a 2 9 a 4 displaystyle 5a 2 9a 4 fuera par 2 5 a 2 9 a 4 2 2 k 4 k displaystyle 2 5a 2 9a 4 2 2k 4k quedando demostrado que es multiplo de 4 Si a displaystyle a es par entonces tanto 5 a 2 displaystyle 5a 2 como 9 a displaystyle 9a serian pares por tratarse de productos con un numero par y 5 a 2 9 a 4 displaystyle 5a 2 9a 4 seria la suma de tres numero pares por lo tanto su resultado seria par Si a displaystyle a es impar tanto 5 a 2 displaystyle 5a 2 como 9 a displaystyle 9a serian impares por tratarse de productos entre numero impares por lo que 5 a 2 9 a displaystyle 5a 2 9a seria la suma de dos numeros impares lo que seria un numero par al que se sumaria 4 otro numero par que no cambiaria la paridad par de la suma total De modo que el resultado en ambas situaciones se obtendria el numero par que confirma que se trata de un multiplo de 4 e g a 2 29 2 841 4 21 10 1 displaystyle e g a 2 rightarrow 29 2 841 4 times 21 times 10 1 dd dd Dado un entero acabado en 2 u 8 n 1 10 a 2 n 2 10 a 8 displaystyle n 1 10a 2 n 2 10a 8 su cuadrado termina en 4 y los digitos precedentes forman un numero par n 1 2 10 a 2 2 100 a 2 40 a 4 10 10 a 2 4 a 4 10 2 5 a 2 2 a 4 displaystyle n 1 2 10a 2 2 100a 2 40a 4 10 10a 2 4a 4 10 2 5a 2 2a 4 e g a 7 72 2 5184 2 259 10 4 displaystyle e g a 7 rightarrow 72 2 5184 2 times 259 times 10 4 dd n 2 2 10 a 8 2 100 a 2 160 a 64 10 10 a 2 16 a 6 4 10 2 5 a 2 8 a 3 4 displaystyle n 2 2 10a 8 2 100a 2 160a 64 10 10a 2 16a 6 4 10 2 5a 2 8a 3 4 e g a 7 78 2 6084 2 304 10 4 displaystyle e g a 7 rightarrow 78 2 6084 2 times 304 times 10 4 dd dd Dado un entero acabado en 3 o 7 n 1 10 a 3 n 2 10 a 7 displaystyle n 1 10a 3 n 2 10a 7 su cuadrado termina en 9 y los digitos precedentes forman un multiplo de 4 n 1 2 10 a 3 2 100 a 2 60 a 9 10 10 a 2 6 a 9 10 2 5 a 2 3 a 9 displaystyle n 1 2 10a 3 2 100a 2 60a 9 10 10a 2 6a 9 10 2 5a 2 3a 9 De forma similar a las vistas anteriormente si a 5 a 2 3 a displaystyle a 5a 2 3a fuese par 2 5 a 2 3 2 2 k 4 k displaystyle 2 5a 2 3 2 2k 4k quedando demostrado que es multiplo de 4 Si a displaystyle a es par entonces 5 a 2 3 a displaystyle 5a 2 3a sera la suma de dos numeros pares que da un numero par Si a displaystyle a es un numero impar 5 a 2 3 a displaystyle 5a 2 3a sera la suma de dos numeros impares que da un numero par Por lo que el resultado final siempre sera un multiplo de 4 a 5 53 2 2809 4 70 10 9 displaystyle a 5 rightarrow 53 2 2809 4 times 70 times 10 9 dd n 2 2 10 a 7 2 100 a 2 140 a 49 10 10 a 2 14 a 4 9 10 2 5 a 2 7 a 2 9 displaystyle n 2 2 10a 7 2 100a 2 140a 49 10 10a 2 14a 4 9 10 2 5a 2 7a 2 9 Igualmente si a 5 a 2 7 a 2 displaystyle a 5a 2 7a 2 fuese par 2 5 a 2 7 a 2 2 2 k 4 k displaystyle 2 5a 2 7a 2 2 2k 4k quedando demostrado que es multiplo de 4 Si a displaystyle a es par entonces 5 a 2 7 a 3 displaystyle 5a 2 7a 3 sera la suma de tres numeros pares que da un numero par Si a displaystyle a es un numero impar 5 a 2 7 a displaystyle 5a 2 7a sera la suma de dos numeros impares que da un numero par y a este se sumaria otro numero par que no cambiaria la paridad del resultado Por lo que nuevamente se comprueba que al final se obtendra un multiplo de 4 e g a 5 57 2 3249 4 81 10 9 displaystyle e g a 5 rightarrow 57 2 3249 4 times 81 times 10 9 dd dd Dado un entero acabado en 4 o 6 n 1 10 a 4 n 2 10 a 6 displaystyle n 1 10a 4 n 2 10a 6 su cuadrado termina en 6 y los digitos precedentes forman un numero impar n 1 2 10 a 4 2 100 a 2 80 a 16 10 10 a 2 8 a 1 6 10 2 5 a 2 4 a 1 6 displaystyle n 1 2 10a 4 2 100a 2 80a 16 10 10a 2 8a 1 6 10 2 5a 2 4a 1 6 e g a 4 44 2 1936 2 81 1 10 6 displaystyle e g a 4 rightarrow 44 2 1936 2 times 81 1 times 10 6 dd n 2 2 10 a 6 2 100 a 2 120 a 36 10 10 a 2 12 a 3 6 10 2 5 a 2 6 a 1 1 6 displaystyle n 2 2 10a 6 2 100a 2 120a 36 10 10a 2 12a 3 6 10 2 5a 2 6a 1 1 6 e g a 4 46 2 2116 2 105 1 10 6 displaystyle e g a 4 rightarrow 46 2 2116 2 times 105 1 times 10 6 dd dd Dado un entero acabado en 5 n 10 a 5 displaystyle n 10a 5 su cuadrado termina en 25 y los digitos precedentes forman un numero par n 2 10 a 5 2 100 a 2 100 a 25 100 a 2 a 25 100 a a 1 25 displaystyle n 2 10a 5 2 100a 2 100a 25 100 a 2 a 25 100 a a 1 25 Al tratarse el factor a a 1 displaystyle a a 1 del producto de un numero y su consecutivo siempre se tratara del producto de un numero par por un numero impar cuyo resultado es otro numero par e g a 8 85 2 7225 8 9 100 25 displaystyle e g a 8 rightarrow 85 2 7225 8 times 9 times 100 25 dd dd Ejemplos Editar12 1 22 4 32 9 42 16 52 25 La cantidad de factores divisores de un numero cuadrado perfecto es siempre impar O dicho de otro modo se cumple que para todo numero natural que no es cuadrado perfecto la cantidad de sus factores es un numero par Todo numero natural se puede descomponer en factores primos y sus correspondientes exponentes N p 1 a p 2 b p 3 c displaystyle N p 1 a p 2 b p 3 c donde N es un numero natural p 1 p 2 displaystyle p 1 p 2 son numeros primos y a b c sus correspondientes exponentes Dado que todos los posibles divisores de N son una combinacion de este producto desde a 0 1 2 a b 0 1 2 b y c 0 1 2 c la cantidad de divisores de N es n a 1 b 1 c 1 donde n es la cantidad de factores o divisores de cualquier numero natural Puesto que en un numero cuadrado perfecto los exponentes a b c son numeros pares todos los factores de n seran impares y por tanto el producto tambien es un numero impar Esto puede comprobarse revisando el Anexo Tabla de divisores Los primeros 50 cuadrados perfectos son 02 0 sucesion A000290 en OEIS 12 1 22 4 32 9 42 16 52 25 62 36 72 49 82 64 92 81 102 100 112 121 122 144 132 169 142 196 152 225 162 256 172 289 182 324 192 361 202 400 212 441 222 484 232 529 242 576 252 625 262 676 272 729 282 784 292 841 302 900 312 961 322 1024 332 1089 342 1156 352 1225 362 1296 372 1369 382 1444 392 1521 402 1600 412 1681 422 1764 432 1849 442 1936 452 2025 462 2116 472 2209 482 2304 492 2401 502 2500Cuadrados siguientes y anteriores a otro EditarPuede calcularse un cuadrado a partir del anterior o del anterior cuadrado par impar respecto de uno dado La distancia entre un cuadrado y el siguiente resulta de sumar al cuadrado primero 2 veces el lado del siguiente y restarle 1 Si para 42 16 para 52 42 2 5 1 16 10 1 25 Ejemplos cuadrado 0 calcular cuadrado 1 00 2 1 1 00 02 1 00 01 01 cuadrado 1 calcular cuadrado 2 01 2 2 1 01 04 1 01 03 04 cuadrado 2 calcular cuadrado 3 04 2 3 1 04 06 1 04 05 09 cuadrado 3 calcular cuadrado 4 09 2 4 1 09 08 1 09 07 16 cuadrado 4 calcular cuadrado 5 16 2 5 1 16 10 1 16 09 25 cuadrado 5 calcular cuadrado 6 25 2 6 1 25 12 1 25 11 36 cuadrado 6 calcular cuadrado 7 36 2 7 1 36 14 1 36 13 49 Otra manera de calcular la distancia es teniendo en cuenta la siguiente propiedad La diferencia entre cada numero cuadrado y el consecutivo si se comienza con el 0 son todos los numeros impares en orden ascendente 0 1 11 3 44 5 99 7 16 La distancia entre un cuadrado y 2 mas adelante resulta de sumar al cuadrado primero 4 veces el lado deseado 1 Si para 42 16 para 62 42 4 6 1 16 20 36Ejemplos cuadrado 0 calcular cuadrado 2 00 4 2 1 00 04 04 cuadrado 2 calcular cuadrado 4 04 4 4 1 04 12 16 cuadrado 4 calcular cuadrado 6 16 4 6 1 16 20 36 cuadrado 6 calcular cuadrado 8 36 4 8 1 36 28 64cuadrado 1 calcular cuadrado 3 01 4 3 1 01 08 09 cuadrado 3 calcular cuadrado 5 09 4 5 1 09 16 25 cuadrado 5 calcular cuadrado 7 25 4 7 1 25 24 49 Ambos casos resultan de interes con numeros muy grandes para hallar en bucles el siguiente cuadrado o el siguiente cuadrado de lado par impar especialmente en computacion donde las sumas son mucho menos costosas que las multiplicaciones y las multiplicaciones por potencias de 2 pueden ser realizadas con instrucciones de desplazamiento de bits A su vez las multiplicaciones 2 x o por 4 x segun el caso dentro de un bucle puede mantenerse como una suma si se guarda el valor previo de suma Fijese como en ambos casos a la derecha del todo el siguiente cuadrado para ambos casos se resuelven con sumas La operacion a la inversa es facilmente deducible es decir hallar el cuadrado anterior a otro dado La distancia entre un cuadrado y el anterior resulta de restar al cuadrado primero 2 veces el lado actual y sumarle 1 Si para 62 36 para 52 62 2 6 1 36 12 1 25La distancia entre un cuadrado y 2 mas atras resulta de restar al cuadrado 4 veces el lado actual 1 Si para 62 36 para 42 62 4 6 1 36 20 16Cuadrados como sumas EditarEl n esimo numero cuadrado puede ser calculado del resultado obtenido en las dos anteriores posiciones y al que se le anade el n 1 esimo cuadrado de si mismo sustrayendo el n 2 enesimo cuadrado y anadiendo 2 n 2 2 n 1 2 n 2 2 2 displaystyle n 2 2 n 1 2 n 2 2 2 Por ejemplo 2 52 42 2 2 25 16 2 50 16 2 36 62 Es a menudo util notar que el cuadrado de cualquier numero puede ser representado como la suma 1 1 2 2 n 1 n 1 n Por ejemplo el cuadrado de 4 o 42 es igual a 1 1 2 2 3 3 4 16 Este es el resultado de anadir una columna y columna de grosor uno al grafo cuadrado de lado tres como en un tablero de tres en raya Se puede anadir tambien tres lados y cuatro a la parte superior para obtener un cuadrado Esto puede ser tambien util para encontrar el cuadrado de un numero grande de forma inmediata Por ejemplo el cuadrado de 52 502 50 51 51 52 2500 204 2704 Es mas facil asi 1572 1502 7 sumandos que buscamos a continuacion 150 151 301 Es el primer sumando y los demas son mas facil de encontrar 303 305 307 309 311 313 Conclusion 22500 301 303 305 307 309 311 313 24649Un numero cuadrado puede ser considerado tambien como la suma de dos numeros triangulares consecutivos La suma de dos numeros cuadrados consecutivos es un numero cuadrado centrado Cada cuadrado impar es ademas un numero octogonal centrado Numeros cuadrados pares e impares EditarEl cuadrado de un numero par siempre es par de hecho es divisible por 4 ya que 2n 2 4n2 El cuadrado de un numero impar siempre es impar ya que 2n 1 2 4 n2 n 1 De esto se sigue que la raiz cuadrada de un cuadrado perfecto par siempre es par y la raiz cuadrada de un cuadrado perfecto impar siempre es impar Este hecho se emplea mucho en las demostraciones vease raiz cuadrada de 2 Suma de los primeros n cuadrados EditarPara los primeros cinco cuadrados perfectos k 1 5 k 2 1 4 9 16 25 5 5 1 2 5 1 6 displaystyle sum k 1 5 k 2 1 4 9 16 25 frac 5 5 1 2 times 5 1 6 dd Generalizando para los primeros n cuadrados perfectos resulta la suma S 2 n n 1 2 n 1 6 displaystyle S 2 frac n n 1 2n 1 6 3 Construccion de cuadrados perfectos EditarEl producto de dos pares consecutivos aumentado en 1 es cuadrado perfecto 2 n 2 n 2 1 4 n 2 4 n 1 2 n 1 2 displaystyle 2n 2n 2 1 4n 2 4n 1 2n 1 2 Ejemplo 52 54 1 2809 cuadrado de 53 4 El producto de dos impares consecutivos mas 1 es un cuadrado perfecto 2 n 1 2 n 1 1 4 n 2 1 1 4 n 2 displaystyle 2n 1 2n 1 1 4n 2 1 1 4n 2 Por ejemplo 95 97 1 9216 En los dos casos hallamos el cuadrado de la media aritmetica de los factores El producto de cuatro enteros consecutivos aumentado en 1 es un cuadrado perfecto n 1 n n 1 n 2 1 n 2 n 1 2 displaystyle n 1 n n 1 n 2 1 n 2 n 1 2 5 Por ejemplo 13 14 15 16 1 43681 cuadrado de 209 El producto de un multiplo de un numero por el multiplo transconsecutivo del mismo mas el cuadrado del generador es cuadrado perfecto k n k 2 n n 2 n 2 k 1 2 displaystyle kn k 2 n n 2 n 2 k 1 2 Por ejemplo 7 14 21 28 35 son multiplos de 7 Luego 21 35 49 784 cuadrado de 28 6 Vease tambien EditarPotenciacion Raiz cuadrada Ecuacion de segundo grado Conjetura de Legendre Paradoja de Galileo Trinomio cuadrado perfectoReferencias Editar Agustin Anfossi M A Flores Meyer 2006 Lenguaje algebraico Algebra Cuauhtemoc Mexico p 20 ISBN 968 436 213 7 Hofmann Historia de la Matematica ISBN 968 18 6286 4 Jimmy Garcia et al Resumen teorico Matematicas Ciencias 1914 Lima Fondo Editorial Rodo Se comprueba multiplicando sus formas tipicas y al producto se suma 1 Robinson Castro Algebra moderna e introduccion a geometria algebraica 2013 Castro IbidemBibliografia EditarConway J H and Guy R K The Book of Numbers New York Springer Verlag pp 30 32 1996 ISBN 0 387 97993 X Weisstein Eric W Square Number En Weisstein Eric W ed MathWorld en ingles Wolfram Research Enlaces externos EditarAlpertron com ar Un applet JAVA que descompone un numero natural en la suma de cuatro cuadrados Datos Q50705 Multimedia Square numbersObtenido de https es wikipedia org w index php title Cuadrado perfecto amp oldid 136875470, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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