Nombres amicaux et nombres figurés

Chapitre 6 : Boèce et le De Institutione Arithmetica · cours « Arithmétique » · 8 questions

220 et 284 amicaux ; nombres triangulaires et carrés.

Pythagore

Numeri Amicabiles

Les nombres amicaux

Deux nombres sont dits « amicaux » lorsque la somme des diviseurs propres de l'un donne l'autre, et réciproquement. La paire la plus célèbre est 220 et 284 : les diviseurs propres de 220 somment à 284, et ceux de 284 somment à 220. Les Pythagoriciens y voyaient le symbole de l'amitié parfaite.

Les nombres figurés

Boèce enseigne aussi les nombres figurés :

  • triangulaires (1, 3, 6, 10, 15...)
  • carrés (1, 4, 9, 16, 25...)
  • et d'autres figures géométriques formées par des cailloux disposés avec ordre.

Vérifications

Les diviseurs propres de 220 (1, 2, 4, 5, 10, 11, 20, 22, 44, 55, 110) somment à 284, et ceux de 284 (1, 2, 4, 71, 142) somment à 220. Le cinquième nombre triangulaire est 1+2+3+4+5 = 15. Le sixième nombre carré est 6 x 6 = 36. 1+3+5+7 = 16 = 4x4.

Boèce enseigne aussi les nombres figurés : triangulaires (1, 3, 6, 10, 15...), carrés (1, 4, 9, 16, 25...) et d'autres figures géométriques formées par des cailloux disposés avec ordre.

Testez-vous : 8 questions

1. Deux nombres sont « amicaux » quand les diviseurs de l’un somment à l’autre, et réciproquement. Quelle est la paire amicale la plus connue ?

  • 6 et 28
  • 100 et 200
  • 12 et 16
  • 220 et 284
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Réponse : 220 et 284

Deux nombres sont amicaux quand la somme des diviseurs propres de l’un donne l’autre, et vice versa. La paire 220 et 284 est la plus célèbre : les diviseurs de 220 somment à 284, et ceux de 284 somment à 220. Cette paire était connue des pythagoriciens et symbolisait l’amitié.

2. Les nombres triangulaires se forment en empilant des rangées croissantes : 1, 3, 6, 10... Quel est le cinquième nombre triangulaire ?

  • 20
  • 12
  • 15
  • 18
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Réponse : 15

Le cinquième nombre triangulaire est 15 (= 1+2+3+4+5). Les nombres triangulaires se forment en empilant des rangées croissantes de points en triangle : 1, 3, 6, 10, 15, 21… La formule générale est n(n+1)/2. Le Tetraktys pythagoricien (10) est le 4e nombre triangulaire.

3. Les nombres carrés se forment en carré : 1, 4, 9, 16... Quel est le sixième nombre carré ?

  • 42
  • 48
  • 36
  • 30
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Réponse : 36

Les nombres carrés sont les produits d’un entier par lui-même : 1, 4, 9, 16, 25, 36… Le sixième nombre carré est 6² = 36. Les pythagoriciens les représentaient par des points disposés en carré, d’où leur nom de « nombres figurés ».

4. Boèce enseigne que tout nombre carré est la somme de nombres impairs consécutifs à partir de 1. Quelle somme donne le carré 16 ?

  • 2+4+6+8
  • 4+4+4+4
  • 1+2+3+4
  • 1+3+5+7
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Réponse : 1+3+5+7

Boèce enseigne que tout carré est la somme de nombres impairs consécutifs à partir de 1. Pour 16 = 4² : 1+3+5+7 = 16. Cette propriété remarquable (démontrée géométriquement par les « gnomons » pythagoriciens) illustre le lien profond entre nombres impairs et nombres carrés.

5. Quelle formule donne le n-ième nombre triangulaire ?

  • n(n-1)/2
  • n(n+1)/2
  • n x n
  • 2n + 1
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Réponse : n(n+1)/2

Le n-ième nombre triangulaire est donné par la formule n(n+1)/2. Par exemple, le 5e triangulaire est 5×6/2 = 15. Cette formule, attribuée à Gauss mais connue dès l’Antiquité, donne la somme des n premiers entiers : 1+2+3+…+n.

6. Quel philosophe grec, fondateur de l’école qui porte son nom, est à l’origine de la théorie des nombres figurés et des nombres amicaux ?

  • Thalès
  • Pythagore
  • Platon
  • Aristote
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Réponse : Pythagore

Pythagore de Samos (VIe siècle av. J.-C.) est le fondateur de l’école pythagoricienne, à l’origine de la théorie des nombres figurés (triangulaires, carrés…) et des nombres amicaux (comme 220 et 284). Sa devise « Tout est nombre » influença profondément la pensée médiévale.

7. Boèce dit que la somme de deux triangulaires consécutifs donne un carré. Quelle somme donne le carré 25 ?

  • 6 + 15
  • 15 + 21
  • 10 + 21
  • 10 + 15
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Réponse : 10 + 15

Boèce enseigne que la somme de deux nombres triangulaires consécutifs donne un carré. Le 4e triangulaire est 10 (1+2+3+4) et le 5e est 15 (1+2+3+4+5). Leur somme : 10 + 15 = 25 = 5². Cette propriété illustre l’harmonie cachée entre les familles de nombres figurés.

8. Thabit ibn Qurra a engendré des paires de nombres amicaux après 220-284. Quelle est la deuxième paire connue ?

  • 2048 et 2096
  • 1184 et 1210
  • 360 et 396
  • 496 et 512
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Réponse : 1184 et 1210

La deuxième paire de nombres amicaux connue est 1 184 et 1 210. Elle fut découverte grâce à la formule de Thabit ibn Qurra (IXe siècle), mathématicien de Bagdad qui généralisa la recherche de nombres amicaux au-delà de la paire classique 220/284.

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Dans ce chapitre : Boèce et le De Institutione Arithmetica

  1. Boèce, passeur de la science antique
  2. Pairs, impairs et la classification pythagoricienne
  3. Les nombres parfaits, abondants et déficients
  4. Nombres amicaux et nombres figurés
  5. Les rapports et proportions selon Boèce