Кіріспе
Математикада, квадрат сан немесе толық квадрат – бүтін санның квадраты болып табылатын бүтін сан; яғни, ол қандай да бір бүтін санның өзімен көбейтіндісі. Мысалы, 9 – квадрат сан, себебі ол 3^(2) тең және 3 × 3 түрінде жазылуы мүмкін. Санның n квадратын белгілеу үшін әдетте n × n көбейтіндісі емес, n^(2) эквивалентті дәрежесі қолданылады, бұл әдетте "n квадраты" деп айтылады. Квадрат сан атауы пішіннің атынан шыққан. Аумақтың бірлігі – бірлік шаршының (1 × 1) ауданы ретінде анықталады. Сондықтан, қабырғасы n-ге тең шаршының ауданы n^(2) болады. Егер квадрат сан n нүктемен көрсетілсе, онда осы нүктелерді қатарларға орналастыруға болады, олардың әр қатарында n-нің квадрат түбіріне тең нүктелер саны болады; осылайша, квадрат сандар – фигуралық сандардың бір түрі (басқа мысалдар – куб сандар және үшбұрыш сандар). Нақты сандар жүйесінде квадрат сандар теріс емес. Егер бүтін санның квадрат түбірі де бүтін сан болса, онда ол теріс емес бүтін сан – квадрат сан болып табылады. Мысалы, 9 – квадрат сан. 1-ден басқа квадрат бөлгіштері жоқ оң бүтін сан – квадратсыз сан деп аталады. Теріс емес бүтін сан n үшін, n-ші квадрат сан n^(2) болады, мұнда 1 = 0^(2) = 0 – нөлдік сан. Квадрат түсінігі басқа да сандық жүйелерге қолданылуы мүмкін. Егер рационал сандар да қарастырылса, онда квадрат – екі квадрат бүтін санның қатынасы, ал керісінше, екі квадрат бүтін санның қатынасы – квадрат болады. Мысалы, 1-ден бастап m-ге дейін қанша квадрат сан бар екенін анықтау үшін, өрнегі қолданылады, мұнда – x санын кіші жаққа домалатуды білдіреді.
In mathematics, a square number or perfect square is an integer that is the square of an integer; in other words, it is the product of some integer with itself. For example, 9 is a square number, since it equals 3^(2) and can be written as 3 × 3. The usual notation for the square of a number n is not the product n × n, but the equivalent exponentiation n^(2), usually pronounced as "n squared". The name square number comes from the name of the shape. The unit of area is defined as the area of a unit square (1 × 1). Hence, a square with side length n has area n^(2). If a square number is represented by n points, the points can be arranged in rows as a square each side of which has the same number of points as the square root of n; thus, square numbers are a type of figurate numbers (other examples being cube numbers and triangular numbers). In the real number system, square numbers are non negative. A non negative integer is a square number when its square root is again an integer. For example, so 9 is a square number. A positive integer that has no square divisors except 1 is called square free. For a non negative integer n, the nth square number is n^(2), with 1=0^(2) = 0 being the zeroth one. The concept of square can be extended to some other number systems. If rational numbers are included, then a square is the ratio of two square integers, and, conversely, the ratio of two square integers is a square, for example,
Starting with 1, there are square numbers up to and including m, where the expression represents the floor of the number x.
Жалғыз және жұп квадрат сандар
Жұп сандардың квадраттары жұп болады және 4-ке бөлінеді, себебі 1 = (2n)² = 4n². Тақ сандардың квадраттары тақ болады және 8 модулі бойынша 1-ге конгруэнтті, себебі 1 = (2n + 1)² = 4n(n + 1) + 1, ал n(n + 1) әрқашан жұп болады. Басқаша айтқанда, барлық тақ квадрат сандар 8-ге бөлгенде 1 қалдық береді. Кез келген тақ толық квадрат – орталық сегізбұрышты сан. Кез келген екі тақ толық квадраттың айырмасы 8-ге еселенеді. 1 мен кез келген үлкен тақ толық квадраттың айырмасы әрқашан сегіз есе үшбұрышты санға тең, ал 9 мен кез келген үлкен тақ толық квадраттың айырмасы сегіз есе үшбұрышты саннан сегіз кем. Барлық үшбұрышты сандарда тақ көбейткіш болғандықтан, бірақ 2ⁿ-нің екі мәні тақ көбейткішті қамтитын санға айырмашылық таба алмайды, сондықтан 2ⁿ - 1 түріндегі жалғыз толық квадрат 1, ал 2ⁿ + 1 түріндегі жалғыз толық квадрат 9 болып табылады.
Ерекше жағдайлар
Егер сан m5 түрінде болса, онда m алдыңғы цифрларды білдіреді, оның квадраты n25 түрінде болады, мұнда 1=n = m(m + 1) және n 25-тен бұрынғы цифрларды білдіреді. Мысалы, 65-тің квадратын 1=n = 6 × (6 + 1) = 42 арқылы есептеуге болады, бұл квадратты 4225-ке тең етеді. Егер сан m0 түрінде болса, онда m алдыңғы цифрларды білдіреді, оның квадраты n00 түрінде болады, мұнда 1=n = m^(2). Мысалы, 70-тің квадраты 4900-ге тең. Егер сан екі таңбалы және 5m түрінде болса, онда m бірлік санын білдіреді, оның квадраты aabb түрінде болады, мұнда 1 = aa = 25 + m және 1 = bb = m^(2). Мысалы, 57-нің квадратын есептеу үшін 1=m = 7 және 1=25 + 7 = 32 және 1=7^(2) = 49, сондықтан 1=57^(2) = 3249. Егер сан 5-ке аяқталса, оның квадраты 5-ке аяқталады; сол сияқты 25, 625, 0625, 90625, 8212890625 және т.б. Егер сан 6-мен аяқталса, оның квадраты 6-мен аяқталады, сол сияқты 76, 376, 9376, 09376, 1787109376 сандарымен аяқталады. Мысалы, 55376-ның квадраты - 3066501376, екеуі де 376-ға аяқталады. (5, 6, 25, 76, т.б. сандар) автоморфты сандар деп аталады. Олар OEIS-те A003226 тізімінде тіркелген.) 10-дық санау жүйесінде квадрат сандардың соңғы екі цифры 25-тің еселігіне қатысты айналыс симметриясын көрсететін қайталанатын үлгіні ұстанады. 24 және 26 мысалында, екеуі де 25-тен 1-ге қашықтықта, 1=24^(2) = 576 және 1=26^(2) = 676, екеуі де 76-ға аяқталады. Жалпы, 250-дің еселігіне қатысты соңғы үш цифр үшін де ұқсас үлгі қолданылады, және т.б. Нәтижесінде, 100 мүмкін соңғы екі цифрдың тек 22-сі квадрат сандардың арасында кездеседі (өйткені 00 және 25 қайталанады).