IZ RAZREDA 46 Matematika v šoli, št. 1., letnik 24, 2018 Število 41 dr. Marko Razpet Posamezna naravna števila imajo lahko prav zanimive lastnosti. Dobro znana so nam soda in liha števila, praštevila, sestavlje- na števila, večkotniška (trikotniška, kvadratna, petkotniška …) števila, središčna večkotniška števila, podolžna števila, uglajena števila itd. Lahko pa imajo zanimive lastnosti tudi števke števila v izbranem številskem sistemu mestnih vrednosti. Oglejmo si nekaj primerov, v katerih sodeluje praštevilo 41, ki s praštevilom 43 sestavlja praštevilski dvojček. 1. Leonhard Euler (1707–1783) je leta 1772 našel trinom P(n) = n 2 + n + 41, ki nam da veliko praštevil, ko vanj vstav- ljamo po vrsti n = 0, 1, 2, …, 39: 41, 43, 47, 53, 61, 71, 83, 97, 113, 131, 151, 173, 197, 223, 251, 281, 313, 347, 383, 421, 461, 503, 547, 593, 641, 691, 743, 797, 853, 911, 971, 1 033, 1 097, 1 163, 1 231, 1 301, 1 373, 1 447, 1 523, 1 601. To je seznam 40 praštevil, ki je prekinjen s P(40) = 1 681 = 41 2 . Na seznamu ni vseh praštevil med 40 in 1 602. Teh je 240. Manjka jih kar 200, na primer 59, 67, 73, 79, 89, 101. Preproste polinomske formule za n-to praštevilo ni, je pa Eu- ler vzpodbudil druge matematike, da so začeli resno študirati praštevila. Opomba. Za naravno število n izraz n 2 +n = n(n + 1) v P(n) definira tako imenovano n-to podolžno število. Po- lovica n-tega podolžnega števila je n-to trikotniško število T n = n(n + 1)/2. 2. Število 41 lahko, če se ne oziramo na vrstni red sumandov, na en sam način zapišemo kot vsoto dveh in treh kvadratov, to je 41 = 4 2 + 5 2 , 41 = 1 2 + 2 2 + 6 2 ; z uporabo treh zaporednih faktoriel pa tudi v obliki 41 = 1! 2 + 2! 2 + 3! 2 . Število 41 je hipotenuza primitivnega pitagorejskega trikotni- ka s katetama 9 in 40, ker je 9 2 + 40 2 = 41 2 . To sledi iz splošnih formul a = m 2 - n 2 , b = 2mn, c = m 2 + n 2 , s katerimi s primerno izbiro naravnih števil m in n dobimo stranice pitagorejskega trikotnika. Za m = 5 in n = 4 res dobi- mo a = 9, b = 40 in c = 41. 3. Število 41 lahko, če se ne oziramo na vrstni red sumandov, na en sam način izrazimo kot vsoto dveh zaporednih naravnih števil: 41 = 20 + 21. Naravnim številom, ki se dajo izraziti kot vsota dveh ali več zaporednih naravnih števil, pravimo uglajena števila. Število načinov zapisa vsote, pri čemer se ne oziramo na vrstni red su- mandov, meri uglajenost števila. Število 41 je uglajeno število z uglajenostjo 1. Vsa naravna števila razen potenc števila 2 so uglajena. Zaradi tega so najbolj zanimive njihove uglajenosti in postopek, kako dano število zapisati kot vsoto zaporednih naravnih števil. 4. Število 41 lahko na dva načina izrazimo kot vsoto zaporednih praštevil: 41 = 11 + 13 + 17, 41 = 2 + 3 + 5 + 7 + 11 + 13. 5. Kub števila 41 se da zapisati kot vsoto treh kubov na dva načina: 41 3 = 40 3 + 17 3 + 2 3 , 41 3 = 33 3 + 32 3 + 6 3 . 6. Število 41 je vsota treh sumandov oblike n! + n n : 41 = (1! + 1 1 ) + (2! + 2 2 ) + (3! + 3 3 ). 7. Števki 4 in 1 v desetiškem zapisu imata nekaj zanimivih last- nosti: 4! + 1! = 5 2 , 4 2 + 1 2 = 17 (praštevilo). Število 41 v petiškem sistemu zapišemo kot 131, kar pomeni 1 ∙ 5 2 + 3 ∙ 5 + 1, kar je res 41. Ker se 131 prebere naprej in nazaj enako, je v petiškem sistemu 41 palindromno število. 8. Število 41 je za 1 povečan štirikratnik četrtega trikotniškega števila: 41 = 4 ∙ T 4 + 1 = 4 ∙ 4 ∙ 5/2 + 1. Ker trikotniška števila ponazorimo s številom enakih krožcev, zlože- nih v trikotnik, lahko 4 take trikotnike z 10 krožci zložimo v kvad- rat, ki mu na sredini dodamo še en krožec. Zato je 41 peto središč- no kvadratno število. Lahko pa si mislimo tudi pet koncentričnih kvadratnih okvirov z 1, 4, 8, 12 in 16 krožci (sli- ka 1). Vseh krožcev je 1 + 4 + 8 + 12 + 16 = 41. 9. Število 41 je kongruentno. Po definiciji je naravno število k kongruentno, če obstaja pravokotni trikotnik z racional- nimi stranicami a, b, c (a 2 + b 2 = c 2 ), ki ima ploščino enako k (k = ab/2). Števila a, b, c s k niso natančno določena, celo nešteto jih je. Najmanjše kongruentno število je 5. Pitagorej- ski trikotnik iz točke 2 ima ploščino 180 = 6 2 ∙ 5. Če njegove stranice delimo s 6, dobimo pravokotni trikotnik s stranicami a = 3/2, b = 20/3, c = 41/6, za katere je a 2 + b 2 = c 2 in ab/2 = 5. Zato je 5 kongruentno število. Odgovor, kdaj je k kongruentno število, ni preprost. Z veliko truda ugotovimo, da za a = 40/3, b = 123/20, c = 881/60 velja a 2 + b 2 = c 2 in ab/2 = 41. Torej je 41 tudi kongruentno število. Zgodi se lahko, da kongruentnemu številu k ustreza pravokot- ni trikotnik, katerega stranice se izražajo z okrajšanimi ulom- ki, ki imajo ogromne števce in imenovalce. ■ Slika 1: Peto središčno kvadratno število.