Números Figurados - Parte I *

Números tetraédricos e conexão ao triângulo de Pascal e ao tema das combinações

Os números figurados já foram várias vezes objecto de reflexão neste blog. Hoje não vou escrever exclusivamente ao nível da geometria do plano mas, também, ao nível do espaço.

Assim, como actividade de recreação matemática tente dar continuidade à seguinte sequência numérica:

1 4 10 20 ____

Provavelmente descobrirá a relação numérica evidenciada na tabela seguinte:

Números da sequência	Sua obtenção
1	1
4	1 + 3
10	1 + 3 + 6
20	1 + 3 + 6 + 10

Os valores existentes na coluna da direita da tabela permitem concluir que os números da sequência inicial podem ser obtidos através de adições de um determinado tipo de números figurados, os números triangulares (1, 3, 6, 10, etc.).

Tendo em conta que o próximo número triangular é o 15, isso significa que o número que dá continuidade à sequência inicial será o resultado de 1 + 3 + 6 + 10 + 15, isto é, o 35.

Tal como no caso dos números triangulares, o triângulo de Pascal também contempla a sequência numérica aqui proposta:

Esta figura permite confirmar que é o 35 o número que dá continuidade à sequência inicial. Além disto, como a seguir ao 35 surge o 56, isto quererá dizer que o 56 é a soma dos seis primeiros números triangulares (1 + 3 + 6 + 10 + 15 + 21), aliás como confirma o padrão stick do triângulo de Pascal.

Note que com uma forma parecida ao stick de hóquei em patins, qualquer adição envolvendo números triangulares consecutivos origina uma soma que é um número que faz parte da nossa sequência inicial:

Em contexto de sala de aula, além das conexões agora estabelecidas envolvendo esta sequência numérica, será desejável que os alunos descubram o nome deste fascinante conjunto numérico.

As imagens seguintes pretendem ajudar nessa designação:

1	4	10

As imagens anteriores evidenciam a configuração de figuras tetraédricas, pelo que esta sequência numérica deve ser designada como sendo a sequência de números tetraédricos.

Tendo em conta a explanação agora feita, a próxima figura tetraédrica corresponde ao valor 20:

Para além do estabelecimento desta conexão numérica e geométrica, também seria desejável que os alunos pudessem associar estes números ao tema das combinações. Aliás, num artigo anterior associei o triângulo de Pascal às combinações, pelo que é fácil perceber como se obtém cada um destes números por essa via:

De fato, a lei geral que origina os números tetraédricos assenta nas combinações de "n", três a três, com "n" maior ou igual a 3.

Tendo em conta as reflexões que suportam este texto, como proceder para encontrar o valor do décimo número tetraédrico? Quais os números triangulares sucessivos que lhe darão origem?