Articulo de referencia

Número de pastel

Tres planos ortogonales cortan un pastel en como máximo ocho ( C3 ) trozos . Animación que muestra los planos de corte necesarios para dividir un pastel en 15 trozos de 4 rebana...

Tres planos ortogonales cortan un pastel en como máximo ocho ( C3 ) trozos .
Animación que muestra los planos de corte necesarios para dividir un pastel en 15 trozos de 4 rebanadas (que representan el quinto número de pastel). Catorce de los trozos tendrían una superficie exterior, con un tetraedro recortado en el centro.

En matemáticas , el número de pastel , denotado por C n , es el máximo del número de regiones en las que un cubo tridimensional puede dividirse mediante exactamente n planos . Se le llama así porque cada partición del cubo mediante un plano puede imaginarse como una rebanada cortada con un cuchillo a través de un pastel cúbico . Es el análogo tridimensional de la secuencia del proveedor de catering perezoso .

Los valores de C n para n = 0, 1, 2, ... están dados por 1, 2, 4, 8, 15, 26, 42, 64, 93, 130, 176, 232, ... (secuencia A000125 en el OEIS ) .

Fórmula general

Si n ! denota el factorial , y denotamos los coeficientes binomiales por

(nortek)=norte¡k¡(nortek)¡,{\displaystyle {n \choose k}={\frac {n!}{k!(nk)!}},}

y suponemos que hay n planos disponibles para particionar el cubo, entonces el n -ésimo número de pastel es: [ 1 ]

donorte=(norte3)+(norte2)+(norte1)+(norte0)=16(norte3+5norte+6)=16(norte+1)(norte(norte1)+6).{\displaystyle C_{n}={n \choose 3}+{n \choose 2}+{n \choose 1}+{n \choose 0}={\tfrac {1}{6}}\!\left(n^{3}+5n+6\right)={\tfrac {1}{6}}(n+1)\left(n(n-1)+6\right).}

Propiedades

Los números de pastel son el análogo tridimensional de la secuencia bidimensional del proveedor de catering perezoso . La diferencia entre números de pastel sucesivos también da la secuencia del proveedor de catering perezoso. [ 1 ]

Números de pastel (azul) y otras secuencias OEIS en el triángulo de Bernoulli

La cuarta columna del triángulo de Bernoulli ( k = 3) da los números de pastel para n cortes, donde n 3.

Demostración sin palabras de que sumar los primeros 4 términos de cada fila del triángulo de Pascal es equivalente a sumar los primeros 2 términos pares de la siguiente fila.

La secuencia puede derivarse alternativamente de la suma de hasta los primeros 4 términos de cada fila del triángulo de Pascal : [ 2 ]

Otras aplicaciones

En n dimensiones espaciales (no espaciotemporales), las ecuaciones de Maxwell representandonorte{\displaystyle C_{n}}diferentes ecuaciones independientes de valor real.

Véase también

Referencias

  1. 1 2 Yaglom, AM ; Yaglom, IM (1987). Problemas matemáticos desafiantes con soluciones elementales . Vol.  1. Nueva York: Dover Publications .
  2. (secuencia A000125 en el OEIS )
  • Eric Weisstein. "División del espacio por planos" . MathWorld . Consultado el 14 de enero de 2021 .
  • Eric Weisstein. "Número de pastel" . MathWorld . Consultado el 14 de enero de 2021 .