平方数(或称完全平方数),数学术语,是指可以写成某个
整数的平方的
数,即其
平方根为整数的数。例如,9=3×3,9是一个平方数。
定义
平方数也称正方形数,若n为平方数,将n个点排成矩形,可以排成一个正方形。
若将
平方数概念扩展到有理数,则两个平方数的比仍然是平方数,例如,。
若一个整数没有除了 1 之外的平方数为其因子,则称其为无平方数
因数的数。
举例
最小的50个完全平方数为(OEIS中的数列A000290):
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。
性质
表达式
方阵
著名数学家毕达哥拉斯发现有趣
奇数现象:从1开始将连续奇数相加,每次的得数正好就产生
完全平方数。 如:1 + 3(=22) + 5(=32) + 7(=42) + 9(=52) + 11(=62) + 13(=72)……在奇数和
平方数之间有着密切的重要联系。一个整数是完全平方数
当且仅当相同数目的点能够在平面上排成一个正方形的点阵,使得每行每列的点都一样多。
通项公式
对于一个整数 n,它的
平方写成 n2。n2等于头 n个正
奇数的和。在上图中,从1开始,第 n个平方数表示为前一个平方数加上第 n个正奇数,如 52 = 25 = 16 + 9。即第五个平方数25等于第四个平方数16加上第五个正奇数:9。
递推公式
每个完全平方数可以从之前的两个平方数计算得到,
递推公式为 n2 = 2(n − 1)2 − (n − 2)2 + 2。例如,2×52 − 42 + 2 = 2×25 − 16 + 2 = 50 − 16 + 2 = 36 = 62。
连续整数的和
完全平方数还可以表示成 n2 = 1 + 1 + 2 + 2 + ... + n − 1 + n − 1 + n。例如,42 = 16 = 1 + 1 + 2 + 2 + 3 + 3 + 4。可以将其解释为在边长为 3 的矩形上添加宽度为 1 的一行和一列,即得到边长为 4 的矩形。这对于计算较大的数的完全平方数非常有用。例如: 522 = 502 + 50 + 51 + 51 + 52 = 2500 + 204 = 2704。